DE617785C - Trocken- oder Halbtrockenelement unter Verwendung einer Schicht auf der Innenseite der Zinkelektrode - Google Patents

Description

Eine der häufigsten Ursachen vorzeitiger Erschöpfung- von elektrischen Elementen, insbesondere von Trocken- oder Halbtrockenelementen, ist die unmittelbare Berührung der Kathode, die zugleich die Elektrode und den Behälter bildet, mit der positiven Elektrode, die im Behälter angeordnet ist und in den Elektrolyten eintaucht.

Bei kleineren Baumustern ist fernerhin der Raum, der für den Elektrolyten zwischen Becher und Puppe zur Verfügung steht, sehr gering, so daß keine Möglichkeit gegeben ist, Trennschichten, wie z. B. Glasperlen u. dgl., einzuführen. Trennschichten · dieser Art erfordern außerdem bei der Herstellung des Elementes einen nicht unerheblichen Arbeitsaufwand und bringen Kosten mit sich, die zu einer wesentlichen Verteuerung führen.
Die Erfindung beschäftigt sich mit einem

ao Trocken- oder Halbtrockenelement und dem Verfahren zu seiner Herstellung, bei dem eine_: Trennungsschicht zwischen Elektrode und Behälter vorhanden ist, die eine Berührung der beiden Teile wirksam verhindert, trotzdem aber eine genügende Ionenwanderung des Elektrolyten gestattet, so daß die Arbeitsfähigkeit des Elementes nicht beeinträchtigt wird. Außerdem soll diese Trennungsschicht nur einen geringen Raum einnehmen, so daß dadurch die Verwendung positiver Elektroden von in bezug auf den Durchmesser des Behälters sehr großem Durchmesser möglich wird. Die bekannten Trennschichten, die z.B. aus einem Fettüberzug auf dem. Behälter oder· einer Papierauskleidung bestehen, entsprechen nicht diesen Anforderungen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Trockenoder Halbtrockenelement, bei dem die Schicht auf der Innenseite der Zinkelektrode aus unlöslich gemachter tierischer Gelatine besteht. Die Herstellung kann beispielsweise dadurch geschehen, daß Blättchen aus unlöslich gemachter Gelatine in den Zinkbecher eingelegt werden. Bevorzugt wird jedoch eine' Arbeitsweise, bei der die warme verflüssigte Gelatine oder tierischer Leim in die Kathode eingegossen, über die ganze Innenfläche der negativen Elektrode verteilt und unlöslich gemacht wird, so daß sich eine vollständige Trennschicht zwischen Anode und Kathode bildet. Dieses Verfahren zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus und liefert einen zusammenhängenden Überzug auf dem Metallbecher. Die Unlöslichkeit der Gelatine oder des Leims wird auf einem der bekannten Wege, beispielsweise mittels Formaldehyd, Tannin, doppelchromsauren Salzen u. dgl., erreicht.

Die Trennschicht bildet, nachdem sie einmal angebracht ist, mit dem Elektrolyten, gleichgültig, ob dieser in halbfester oder flüssiger Form angewandt wird, ein Ganzes

und enthält selbst einen gewissen Anteil des Elektrolyten in sich.

Bei Elementen mit positiven Elektroden aus Kohle, die mit einer Depolarisation mittel Luft arbeiten, hat man bereits vorgeschlagen, diese Elektrode mit einer Haut aus Gelatine zu überziehen, die dann durch Eintauchen in Formaldehyd flüssigkeitsdicht gemacht wird. Dieser Überzug dient dazu, die Porosität der Kohle zu bewahren und Flüssigkeit von ihr fernzuhalten. Im Gegensatz hierzu geht die Erfindung von der überraschenden Feststellung aus, daß die unlösliche Gelatine die für das Arbeiten des Elementes erforderliche Ionenlieferung durch die negative Elektrode nicht behindert.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispieleweise Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt.

_ao Die Abbildung zeigt ein Element mit Zink in senkrechtem Schnitt. Die Gelatine oder der tierische Leim ist hier direkt in einen Zinkbehälter α in flüssigem und warmem Zustande derart eingefüllt, daß die Gelatine bzw. der Leim sich gleichmäßig über die Innenfläche des Zinkes verteilt. Nach Erkalten der Gelatine oder des Leims ist dann der Zinkbecher mit einer Gelatineschicht c ausgekleidet. Diese innere Schicht, die darauf unlöslich gemacht wird, bildet gleichsam einen zweiten Becher und liegt zwischen Metall und Depolarisierungsmasse und in direkter Berührung mit der Flüssigkeit oder der halbflüssigen Lösung, die zur Füllung des Elementes angewendet wird.

Ein Ausführungsbeispiel ist folgendes; In den Zinkbecher und bis zum gewünschten Niveau wird eine genügend gesättigte wanne Lösting von tierischer Gelatine eingebracht. Darauf wird sogleich mittels einer Pumpe oder eines mit einem Luftsaugbehälter verbundenen Rohres der Zinkbecher entleert, wo- * bei jedoch die Zinkfläche mit einer halbflüssigen Schicht tierischer Gelatine ausgekleidet +5 bleibt. Das Zink wird sofort abgekühlt. Hierbei erstarrt die Gelatineschicht durch Koagulation.

Der ausgekühlte Zinkbecher wird mit

Formaldehyd in Dampfform oder in Form einer Lösung oder auch mit einer Lösung von Tannin, doppelchromsauren Salzen o. dgl. für kurze Zeit in Berührung gebracht, bis die Gelatine unlöslich geworden ist. Daraufhin wird der Zinkbecher ausgeleert und' mit Wasser ausgewaschen.

. Der auf diese Weise ausgekleidete Zinkbecher kann sofort für die Herstellung eines Elementes angewendet werden, oder er kann ausgetrocknet und später benutzt werden. Im letzten Falle empfiehlt es sich, zur Vermeidung einer allzu großen Austrocknung, die in der Bekleidung' Risse hervorrufen könnte, der Lösung von tierischer Gelatine Glycerin oder eine ähnliche Substanz zuzufügen, die eine allzu große Austrocknung und Rißbildung in der Bekleidung verhindert.

Auf jeden Fall wird durch die Gelatmeschicht die notwendige elektrische Kontinuität gewahrt. Auch bleibt der zur Arbeitsleistung des Elementes notwendige Feuchtigkeitsbestand zwischen Anode und Kathode erhalten. Außerdem quillt die Trennschicht bei der Berührung mit der Feuchtigkeit und füllt jeden freien Raum in dem Element aus, d. h. die Trennschicht vergrößert die gleichmäßige Wirkung des Elektrolyten, da sie selbst, besonders durch die Aufnahme der elektrolytischen Substanz die halbflüssige oder feuchte Masse bildet, welche sich gleichmäßig zwischen beiden Polen, d. h. zwischen der äußeren Oberfläche der Kathode und der inneren der Anode befinden muß; sie bleibt aber trotzdem unlöslich· und verhindert so eine Berührung der beiden Elektroden.

Das geschilderte Verfahren führt zu einem Idealzustand zwischen Kathode und Anode, weil die Trennschicht zwischen beiden Elektroden einerseits innere Kontakte und Kurzschlüsse .unmöglich macht und andererseits selbst aus einer Substanz besteht, die zur Erhaltung der Feuchtigkeit zwischen Anode und Kathode beiträgt.

Die Erfindung gestattet, der Kathode der Trockenelemente einen größeren Durchmesser zu geben, was für die gesamte Elemententechnik von besonderer Bedeutung ist. Bisher war eine Vergrößerung des Kathodendurchmessers deswegen gefährlich, weil sie innere Kurzschlüsse begünstigte, die anstatt einer Kapazitätszunahme einen rascheren Verfall des Elementes zur Folge ha£ten.

Die Möglichkeit, einen sicheren und gleich- mäßigen Abstand zwischen Anode und Kathode aufrechtzuerhalten, gestattet die größtmögliche Ausnützung des Kathodendurchmessers.

Als gelatinöse Trennschicht kann jeder tierische Leim des Handels einschließlich Fischleim verwendet werden oder auch durch Sieden von Fleischabfällen und anderen tieri- 110" sehen Abfällen gewonnene Erzeugnisse, die nach bekannten Verfahren (Formaldehyd, Tannin, doppelchromsaure Salze u. dgl.) unlöslich -gemacht werden.

Auch andere bekannte Methoden (Depolarisatoren) sind dazu'geeignet, auf die Anode eine Schicht unlöslich gemachter Gelatine aufzubringen, darunter auch die Verwendung von schon in oben beschriebener Weise bereits unlöslich gemachter Gelatine, welche folglich in Wasser und in 'Ammoniumchlorid und Zinkchlorid unlöslich, jedoch in besonderen

verschiedenartigen Lösungsmitteln löslich ist, so daß im Endergebnis stets eine Auskleidung aus Gelatine erhalten wird, welche in Wasser ader in einem Elektrolyt aus Ammoniumchlorid und Zinkchlorid unlöslich ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Trocken- oder Halbtrockenelement unter Verwendung- einer Schicht auf der Innenseite der Zinkelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht aus unlöslich gemachter tierischer Gelatine besteht.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Trocken-· oder Halbtrockenelementen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß warme verflüssigte Gelatine oder tierischer Leim in die Kathode eingegossen, über die ganze innere Fläche der negativen Elektrode verteilt und unlöslich gemacht wird, so daß sich eine vollständige Trennschicht zwischen Anode und Kathode bildet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen