Akkumulator mit Lösungskathode. Bei den bekannten Akkumulatoren mit Lösungskathode ist es schwierig, das bei der Entladung gelöste Metall bei der Ladung wieder quantitativ und festhaftend - auf der Kathode niederzuschlagen und im Ruhezu- stande die Selbstentladung des Akkumulators zu verhindern. Durch Amalgamierung der Kathode kann nur dann die Selbstentladung vermieden werden, wenn das Quecksilber sehr stark aufgetragen wird. Es tropft dann aber bei der geringsten Erschütterung ab und wird wirkungslos.
Die Erfindung betrifft einen neuen Akku mulator mit Lösungskathode, der bei leichtern Gewicht eine Spannung bis zu 2,8 Volt be sitzen und bei dem Selbstentladung im Ruhe zustande nicht eintreten kann.
Der Akkumulator mit Lösungskathode und einem die Anode und Kathode trennen den Diaphragma ist dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma von der Kathode getra gen und ein gegen den Anodenraum vollkom men abgeschlossener Kathodenraum gebildet ist. Infolgedessen wird das bei der Entladung gelöste Kathodenmetall nicht in den Anoden raum gelangen, sondern in dem Kathoden raum verbleiben. Hierdurch kann einerseits die Selbstentladung verhindert und anderseits erreicht werden, dass sich das gelöste Metall bei der Ladung quantitativ und festhaftend auf der Kathode niederschlägt.
Auf der Zeichnung sind einige Beispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Akkumulator im Längs schnitt, der durch das Diaphragma in einen obern Anoden- und einen untern Kathodenraum geteilt ist; Fig. 2 zeigt einen Akkumulator im Längs schnitt, bei dem zwei Kathoden. mit Diaphrag- men versehen sind; Fig. 3 zeigt eine Lösungskathode nach Fig. 2 in Ansicht; Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5 einen Schnitt nach V-V der Fig. 3;
Fig. 6 zeigt eine Lösungskathode mit bei derseits angebrachtem Diaphragma im Längs schnitt. In Pig. 1 ist. a das Akkumulatorgehäu@e; b ist ein wagrecht angeordnetes Leitblech, dessen senkrechte Ableitung c im Gehäuse isoliert angeordnet ist. Auf dem Leitblech b liegt der wagrecht ausgebildete Teil d der Lösungskathode auf. Diese ist mit senkrech ten, einander gegenüberliegenden Kathoden e versehen, also U-förmig ausgebildet. Die Ka thode d kann auch an allen Seiten mit senk rechten Kathoden e versehen, sowie teller förmig ausgehöhlt ausgeführt werden. f ist die Anode: Anode und Kathode sind durch das Dia.
phragma g voneinander getrennt, so dass ein abgeschlossener Kathodenraum geschaffen wird. Das Diaphragma g läuft nach unten schräg abfallend zusammen, ist also V-förmig ausgebildet und liegt auf den obern Enden der senkrechten Kathoden e auf. Ferner liegt das Diaphragma g an den Innenwandungen des Akkumulatorgehäuses an. Oberhalb des Diaphragmas g ist die Anode f angeordnet, und zwar so, dass sie auf dem Diaphragma g aufsitzt.
Aus der Anode f herausfallende Masseteilchen können nicht in den Kathoden raum gelangen, sondern werden von dem Diaphragma g zurückgehalten. Das Dia phragma kann auch in Form eines umge kehrten Kegels ausgeführt werden.
Von den senkrechten Kathoden e sich ab lösende Teile fallen stets auf die Kathode d, wodurch Kapazitätsverluste vermieden wer den. Um eine nur senkrechte Lösungskathode zu verwenden, kann das Diaphragma direkt an dieser befestigt werden.
In Fig. 2 ist ein mit solchen Kathoden versehener Akkumulator dargestellt. In dieser Figur ist a wieder das Akkumulatorgehäuse, e sind die Kathoden und f die Anode.
Die Lösungskathode e nach Fig. 2 ist in den Fig. 3-5 gesondert dargestellt.
Nach diesen Figuren dient die eine Seite der Kathode e als wirksame Fläche, während die. Rückseite durch Isoliermaterial abgedeckt ist, um zu verhindern, dass auf der Rückseite Lokalreaktionen entstehen. Zu diesem Zweck ist die Kathode e einschliesslich des aus dem Elektrolyten herausragenden Teils mit einem Gehäuse aus Isoliermaterial umpresst, welches nur die wirksame Kathodenfläche frei lässt. In diesem Gehäuse h aus Isoliermaterial sind parallel zur wirksamen Kathodenfläche ver laufende Nuten' i zur Anbringung des Dia phragmas y vorgesehen.
Bei der Kathode e nach Fig. 6 ist das Ge häuse h, so ausgeführt, dass beide Flachseiten der Kathode als wirksame Flächen frei blei ben.. Vor jeder wirksamen Fläche ist ein Diaphragma g vorgesehen.
Bei Lösungskathoden schlägt sich das ge löste wirksame Metall erst bei der Ladung wieder auf dem festen Kathodenteil nieder, so dass an Stelle von Metallblechen für die Kathoden auch Metallfolien verwendet wer den können, aus Material, welches von dem Elektrolyten nicht angegriffen wird. Derartige Metallfolien werden zweckmässig auf säure festem Isoliermaterial aufgewalzt verwendet.
Bei dem neuen Akkumulator mit Lösungs kathode und einem durch das Diaphragma abgeschlossenen Kathodenraum ist ein Elek trolyt hoher Säurekonzentration verwendbar, wobei sich im Anodenraum eine höhere Säure konzentration als im Kathodenraum einstellen kann. Auch kann ein allzu schnelles Absin ken der Klemmenspannung bei hoher Be lastung während der Entladung verhindert werden.
Die Verwendung eines Elektrolyten hoher Konzentration ist aber in der Akkumulatoren technik von besonderer Wichtigkeit, weil da durch Masse und Gewicht des Elektrolyten bezw. Grösse und Gewicht des Akkumulators vermindert werden können.
Als Elektrolyte für den Akkumulator können verwendet werden: 40-80prozentige Schwefelsäurelösung oder eine Lösung von Zinksulfat und Mangansalzen (Mängansulfat, Manganammoniumsulfat) oder Zinkohromat- bezw. Zinkbichromatlösung.
Wird als Elektrolyt eine Zinkchromat- lösung benutzt, so entsteht aus dieser bei der Ladung durch Oxydation eine Zinkbicbromat- lösung und aus dieser bei der Entladung wieder eine Zinkchromatlösung. Mit einer Zinkchromat- bezw. Zinkbichromatlösung als Elektrolyt wird eine besonders gute Wirkung erzielt, wenn als Anode eine solche aus Mangansuperogyd benutzt wird.
Accumulator with solution cathode. In the known accumulators with a solution cathode, it is difficult to quantitatively and firmly adhere the metal dissolved during the discharge - to deposit it on the cathode and to prevent the accumulator from self-discharging when it is idle. By amalgamating the cathode, self-discharge can only be avoided if the mercury is applied very heavily. It then drips off at the slightest shock and becomes ineffective.
The invention relates to a new battery with a solution cathode battery that sit with a lighter weight be a voltage of up to 2.8 volts and can not occur in the self-discharge at rest.
The accumulator with a solution cathode and a diaphragm separating the anode and cathode is characterized in that the diaphragm is supported by the cathode and a cathode compartment is formed that is completely closed off from the anode compartment. As a result, the cathode metal dissolved during the discharge will not get into the anode space, but will remain in the cathode space. In this way, on the one hand, self-discharge can be prevented and, on the other hand, it can be achieved that the dissolved metal is deposited quantitatively and firmly adhering to the cathode during the charge.
Some examples of the subject matter of the invention are shown in the drawing.
Fig. 1 shows a battery in longitudinal section, which is divided by the diaphragm into an upper anode and a lower cathode compartment; Fig. 2 shows a battery in longitudinal section, in which two cathodes. are provided with diaphragms; Fig. 3 shows a solution cathode according to Fig. 2 in elevation; FIG. 4 shows a section according to IV-IV of FIG. 3 and FIG. 5 shows a section according to V-V of FIG. 3;
Fig. 6 shows a solution cathode with a diaphragm attached on the side in longitudinal section. In Pig. 1 is. a the accumulator housing; b is a horizontally arranged baffle, the vertical discharge line c of which is arranged insulated in the housing. The horizontal part d of the solution cathode rests on the guide plate b. This is provided with perpendicular th, opposing cathodes e, ie U-shaped. The cathode d can also be provided on all sides with perpendicular cathodes e, as well as hollowed out in the shape of a plate. f is the anode: anode and cathode are through the slide.
phragma g separated from each other so that a closed cathode space is created. The diaphragm g converges in a downwardly sloping manner, is thus V-shaped and rests on the upper ends of the vertical cathodes e. Furthermore, the diaphragm g rests against the inner walls of the accumulator housing. The anode f is arranged above the diaphragm g in such a way that it rests on the diaphragm g.
Mass particles falling out of the anode f cannot get into the cathode space, but are held back by the diaphragm g. The diaphragm can also be designed as an inverted cone.
From the vertical cathodes e from detaching parts always fall on the cathode d, which avoids loss of capacity who the. In order to only use a vertical solution cathode, the diaphragm can be attached directly to it.
In Fig. 2, a battery provided with such cathodes is shown. In this figure, a is again the battery case, e is the cathode and f is the anode.
The solution cathode e according to FIG. 2 is shown separately in FIGS. 3-5.
According to these figures, one side of the cathode e serves as an effective surface, while the. The back is covered by insulating material to prevent local reactions from occurring on the back. For this purpose, the cathode e including the part protruding from the electrolyte is pressed around with a housing made of insulating material, which only leaves the effective cathode surface free. In this housing h made of insulating material parallel to the effective cathode surface ver running grooves' i are provided for attaching the diaphragm y.
In the case of the cathode e according to FIG. 6, the housing h is designed so that both flat sides of the cathode remain free as effective surfaces. A diaphragm g is provided in front of each effective surface.
In the case of solution cathodes, the dissolved effective metal is only deposited on the solid cathode part again when it is charged, so that instead of metal sheets for the cathodes, metal foils can also be used, made of material that is not attacked by the electrolyte. Such metal foils are expediently used rolled onto acid-resistant insulating material.
In the new battery with a solution cathode and a cathode compartment closed by the diaphragm, an electrolyte of high acid concentration can be used, with a higher acid concentration in the anode compartment than in the cathode compartment. It is also possible to prevent the terminal voltage from dropping too quickly if the load is high during discharge.
The use of an electrolyte of high concentration is particularly important in accumulator technology because the mass and weight of the electrolyte bezw. The size and weight of the battery can be reduced.
The following can be used as electrolytes for the accumulator: 40-80 percent sulfuric acid solution or a solution of zinc sulphate and manganese salts (manganese sulphate, manganese ammonium sulphate) or zinc ohromat- or. Zinc dichromate solution.
If a zinc chromate solution is used as the electrolyte, a zinc bicbromate solution is created from this during the charge by oxidation, and from this a zinc chromate solution again during the discharge. With a zinc chromate or Zinc dichromate solution as an electrolyte has a particularly good effect if an anode made from manganese superogyd is used.