DE1596231C - Verfahren zum Anbringen von stellenweise auf Elektroden galvanischer Elemente befestigten vorstehenden Abstandshaltern und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Ladevorgang des galvanischen Elementes abgestimmt werden. Andererseits ist der Abstand der Elektrodenplatten voneinander nicht von den Ladevorschriften abhängig, sondern vom Erfordernis des Abtransportes des entstehenden Magnesiumhydroxids. Ein galvanisches Element mit kurzer Betriebsdauer, bei dem sehr dünne Silberchloridelektroden Verwendung finden können, die beispielsweise eine Dicke von etwa ¹Ao mm haben, erfordern dennoch einen Abstand der Elektrodenplatten, der, wie im Fall von Elementen, mit längerer Betriebsdauer etwa ¹ViO mm betragen muß. Einen solchen Abstand der Elektrodenplatten sicherstellenden Kugel können aber wegen ihres Durchmessers in den dünnen Silberchloridelektroden nicht mehr ausreichend verankert werden.

Werden an Stelle von Silberchlorid-Magnesium-Elementen nun Kupferchlorid-Magnesium-Elemente verwendet, so verschärfen sich diese Schwierigkeiten noch, weil das Kupferchlorid für die Verankerung der Glaskugel erheblich schlechtere mechanische Eigenschaften als das Silberchlorid hat. Das Verankern von Abstandshaltern in Form von Glaskugeln ist hier häufig völlig unmöglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe die Elektroden galvanischer Elemente und insbesondere von Meerwasser aktivierbaren Silberchlorid-Magnesium- oder Kupferchlorid-Magnesium-Elementen wirkungsvoll mit Abstandshaltern versehen werden können, die den geschilderten Erfordernissen entsprechen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gegenüber einer Elektrodenplatte zumindest auf einer Seite eine Folie oder Platte aus dem für die Abstandshalter vorgesehenen Material angeordnet wird, daß mit Hilfe eines Schneidwerkzeuges, beispielsweise durch eine Stanzplatte mit Stempeln aus der Folie bzw. der Platte Abstandshalter ausgestanzt und fest mit der Elektrode verbunden werden. Dabei kann das feste Verbinden der Abstandshalter mit den Elektrodenplatten durch Verleimen, Verschweißen oder Adhäsion erfolgen. Auch ist es möglich, die Abstandshalter durch gewaltsames Eindrücken oder Tiefziehen in Durchbrechungen der Elektrodenplatte fest mit dieser zu verbinden. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Abstandshalter nach dem in Berührung bringen mit den Elektrodenplatten auf diese aufzukalandern oder heiß aufzudrücken. Dieses Verfahren ist einfach durchzuführen und ergibt mühelos reproduzierbare Werte für den Abstand der Elektrodenplatten voneinander. Dieser Abstand ist außerdem der Höhe des Abstandshalters und mithin der Stärke der Folie, aus dem dieser ausgestanzt wird, direkt proportional. Vor allem ist der so erzielbare Abstand der Elektrodenplatten voneinander von der Dicke der Elektrodenplatten völlig unabhängig wählbar. Schließlich ist es auch möglich, die Abstandshalter auf der beispielsweise aus Magnesium bestehenden negativen Elektrodenplatte zu befestigen. In diese könnten zwar Glaskugeln wegen der Härte dieser Elektrodenplatte gar nicht eingebracht werden. Die erfindungsgemäß aufgebrachten Abstandshalter lassen sich aber durch Kleben, Heißaufformung od. dgl. besonders gut auf der harten Magnesiumoberfläche befestigen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist auf an sich bekannte Weise eine Reihe Stempel oder Stanzdorne auf, die von einer Trägerplatte gehalten sind und mit einer Stanzplatte mit Öffnungen zusammenwirken, deren Form und Verteilung derjenigen der Stempel entspricht, wobei die Stanzplatte aus zwei parallelen, von den Öffnungen durchbrochenen Platten besteht, die durch die Stanzstücke voneinander abgerückt sind und zwischen sich eine Kammer bilden, in die eine Folie oder Platte aus dem Material für die Abstandshalter einschiebbar ist. Die Elektrodenplatte wird dabei auf der den Stempeln gegenüberliegenden Seite der Stanzplatte angeordnet. Sie kann dabei mittels eines Schiebers auf einer Basisplatte der Vorrichtung aufliegen. Der Schieber wird gegebenenfalls beheizbar ausgebildet, die Stanzplatte kühlbar. Zweckmäßig weist die Basisplatte eine Stoßdämpfung auf. Gegebenenfalls ist auf jeder Seite der Elektrodenplatte eine Stempel- und Stanzvorrichtung vorgesehen. Es ist dann insbesondere gut möglich, Elektrodenplatten für Brennstoffzellen herzustellen.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Befestigung der als Abstandshalter dienenden Scheider auf einer Elektrodenplatte,

F i g. 2 in kleinerem Maßstab einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß erhaltenen Elektrodenplattenstapel,

F i g. 3 eine F i g. 2 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 4 einen schematischen Teilschnitt durch eine Maschine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit in Hochstellung befindlicher Stempeltragplatte und von der Maschine abgerücktem Schieber für die Aufnahme der Elektrodenplatte,

F i g. 5 einen Schnitt entsprechend F i g. 4, mit in Hochstellung befindlicher Stempeltragplatte, in der Stanzplatte angeordneter Trennmaterialfolie und unter die Stanze gerücktem Elektrodenplattenschieber,

F i g. 6 einen Schnitt nach F i g. 4, mit etwas abgesenkter Stempeltragplatte und ausgeschnittener Trennmaterialfolie,

F i g. 7 einen Schnitt nach F i g. 4, mit auf die darunterliegende Elektrodenplatte übertragenen, aus der Trennmaterialfolie ausgeschnittenen Teilen,

F i g. 8 eine Draufsicht auf eine mit den erfindungsgemäßen Scheidern versehene Elektrodenplatte,

F i g. 9 im vergrößerten Maßstab, eine perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 8 dargestellten Platte,

F i g. 10 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß gefertigtes Brennstoffzellenelement,

Fig. 11 einen Schnitt durch eine Brennstoffzellenbatterie mit erfindungsgemäßen Scheidern und Zwischenelementen und

Fig. 12 einen Schnitt nach Fig. 8 durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Elementanordnung einer Brennstoffzellenbatterie.

Gemäß der Durchführungsform nach den Fig. 1 und 2 bestehen die Scheideria (in Fig. 2 die Scheider la, Ib, Ic) aus nahezu zylindrischen Teilen aus einem Isoliermaterial. Die Scheider la sind in entsprechende öffnungen in den Elektrodenplatten la einer gegebenen Polarität eingesetzt, z.B. Magnesiumelektroden einer Batterie mit meerwasseraktivierbaren Zellen. In Fig. 2 sind drei negative Elektroden la, 2 b, 2 c dargestellt. Die öffnungen 3 a, in die die bolzenförmigen Scheideria eingesetzt sind, können vorher durch geeignetes Tiefziehen der Platte 2 a ge-

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bildet werden. Die Platte 2a kann beispielsweise die Gemäß der in Fig. 3 dargestellten abgewandelten Magnesiumplatte sein und eine Dicke von einigen Durchführungsform sind Elektrodenplatten 6 a, 6 b zehntel Millimetern, z.B. ⁴Aomm, haben, und der (z.B. aus Magnesium) und Elektrodenplatten 76,Ic Durchmesser der Öffnung 3a beträgt etwa lmm. (z.B. aus Silberchlorid) auf geeignete Weise jeweils Beim Tiefziehen der Platte la wird diese in der Höhe 5 paarweise in jedem Zellenelement, wie 6b, 7b, durch jeder Öffnung 3a verformt (Fig. 1). Scheider 8a, 86, 8c usw. getrennt, deren Aufbau Gemäß einer abgewandelten Durchführungsform demjenigen der Scheideria der Fig. 1 und 2 sehr werden die Öffnungen 3 a, in die die bolzenförmigen ähnlich ist. Zwei aneinander angrenzende Platten Scheider 1 eingesetzt sind, durch die Scheider selbst entgegengesetzter Polarität, die zwei angrenzenden beim Einsetzen in die Platte la gebildet. io Elementen, wie 6a, Ib oder 6b, Ic, zugehören, sind Dies erleichtert das Anordnen der Scheideria. durch eine dünne Metallfolie 10a, 106 voneinander Diese können nämlich durch Ausstanzen aus einer getrennt, die den Folien 9 a, 96 der Fi g."2 entspricht, (nicht dargestellten) Platte aus einem geeigneten Iso- Im Gegensatz zur Durchführungform nach F i g. 1 liermaterial erhalten werden, die auf die Elektroden- und 2 sind die Scheider 8a, 86 ... auf den Platten platte 2 a aufgebracht und durch eine (nicht darge- 15 6 a, 66 durch Kleben, Verschweißen, Adhäsion oder stellte) Stanzplatte zerschnitten wird. Diese ist auf der ein ähnliches Verfahren befestigt. Beispielsweise kann Elektrodenplatte derart angeordnet, daß ihre Öff- die FoHe₅ aus der die Trennplättchen ausgeschnitten nungen mit den Öffnungen 3 α der darunterliegenden sind, aus einem Kunststoff bestehen und durch ErElektrode zusammenfallen. Das Werkzeug zum wärmen und Teilverschmelzen an der Elektrode anStanzen der Isolierplatte drückt auf diese Weise in 20 haften oder auf einer Seite oder beidseitig mit einer jede Öffnung3α der bolzenförmigen Scheideria ein Beschichtung versehen sein, die bei Kälte oder Hitze und verdrängt das den Scheider Ια bildende Material an die Oberfläche der Elektroden anhaftet. Diese Folie in das Innere des kleinen Kraters 4 a, der beim Tief- kann ebensogut aus einem inerten und elektrisch isoziehen der Elektrode 2 a um jede Öffnung 3 a herum lierenden Material sein (z.B. Glasfasern, Zellulose, gebildet wird. Auf diese Weise ragt jeder Scheider la 25 Papier, Karton usw.), das mit einem Material, wie nur auf einer Plattenseite über die Außenseite der z. B. einem wärmehärtbaren oder durch Wirkung Platte 2a hinaus, und folglich (Fig. 2) stehen zwei eines Verfestigers bei Umgebungstemperatur oder aneinander angrenzende Platten, wie 2a, 56 oder unter der Wirkung der Wärme polymerisierenden 2 b, 5 c, entgegengesetzter Polarität, die zwei anein- Harz imprägniert ist.

ander angrenzenden Elementen angehören, mitein- 30 Die Folie aus dem geeigneten Material wird auf ander in Berührung, und zwar unmittelbar oder vor- ein Schneidzeug und dieses wiederum auf die fragzugsweise über eine zwischengelagerte, dünne, z. B. liehe Elektrode aufgebracht. Das Plättchen wird ausaus Silber bestehende Metallfolie, wie 9a, 96; diese gestanzt und auf die Elektrodenoberseite aufgebracht, Folie verhindert, daß der Elektrolyt eines Elementes auf der sie durch Polymerisation der Beschichtung in Berührung mit Elektroden von Nachbarelementen 35 oder des Imprägnierungsmaterials anhaftet, nachdem gelangt, indem er durch eine der mehr oder weniger sie gegebenenfalls durch das Zurechtschneiden beporösen Elektroden hindurchtritt. Die Elemente sind wirkende Stempel auf die gewünschte Höhe komprialso in Serie geschaltet, und dabei ist dennoch die miert wurde. Der restliche Teil der Isolierfolie wird Trennung der beiden Platten entgegengesetzter Polari- anschließend entfernt.

tat jedes Elementes, wie 56, 26 oder 5c, 2c, durch- 40 Gegebenenfalls können die Plättchen 8α, 86 ... geführt. Wichtig ist, daß die Folien 9a, 96 auch als mit den beiden Elektroden 6a, 66 und 76,7c entSammler für den von der Zelle erzeugten elektrischen gegengesetzter Polarität derart verbunden werden, Strom dienen. daß untrennbar miteinander vereinigte Elementar-

In der Praxis ist eine sehr große Zahl von Öff- zellen entstehen.

nungen vorgesehen, z. B. je eine Öffnung pro 5 bis 45 In der Ausführungsform gemäß den F i g. 4 bis 7 10 mm, beispielsweise in einem quadratischen oder hat die Maschine zum Durchführen des erfindungsdreieckigen Netzverband. gemäßen Verfahrens eine Trägerplatte 1 für Stempel Die Dicke des Scheiders la, d.h. die des Aus- oder Locher2. Die Platte 1 ist vorzugsweise auf begangsisoliermaterials, ist in Abhängigkeit von der kannte Art in eine Übertragungsplatte 3 und eine Summe aus Dicke der Elektrode 2 a und gewünsch- 50 Platte 4 unterteilt, in der die Stempel 2 gelagert sind, tem Elektrodenabstand bestimmt. In der Hochstellung der Platte 1 (F i g. 4 und 5) Das Isoliermaterial muß geeignete mechanische dringt der untere Teil der Stempel 2 in eine obere Eigenschaften haben, und zwar insbesondere, was die Platte 5 der Führung einer Stanzplatte 6 ein, die aus Bruchfestigkeit bei der Komprimierung, den Zug- der Führungsplatte 5 und einer Schneidplatte 7 beelastizitätsmodul und die Temperaturbeständigkeit 55 steht, die durch Keile oder Verstrebungen 8 unter betrifft. Es können mehrere Materialien in Frage Abstand voneinander gehalten sind. In den Platten 5 kommen, insbesondere thermoplastische Harze, wie und 7 vorgesehene Öffnungen 9 und 10 liegen den Polystyrol, oder wärmehärtbare Harze, mit denen die Stempeln 2 gegenüber. Unterhalb der Stanzplatte 6 Träger, wie Papier, Karton, Asbest usw., imprägniert ist eine Basisplatte 11 vorgesehen, die beispielsweise sind. Die Polykondensation der wärmehärtbaren 60 auf Stoßdämpfern 12 befestigt ist, die wiederum fest Harze kann jederzeit, also vor oder nach Einsetzen mit einer starren Platine 13 verbunden sind,
der Scheider, durchgeführt werden. Vorteilhafterweise Auf der Basisplatte ist ein beweglicher Schieber 14 wird die mit ihren Scheidern versehene Elektrode mit Backen 15 zum Abstützen und Festhalten einer kalandert. Das hat den Vorteil, daß die Länge der Elektrodenplatte 16 verschiebbar (F i g. 5 bis 7). Auf überstehenden Scheider abgeglichen und der Scheider 65 der Basisplatte ist ein Anschlag 17 zum Abstoppen erhärtet wird, falls dieser aus einem wärmehärtbaren des Schiebers 14 vorgesehen. Im Schieber 14 können Harz oder einem mit einem solchen Harz imprägnier- Heizmittel, wie z. B. ein Widerstand 18, vorgesehen ten, porösen Träger besteht. sein. Der Widerstand 18 kann übrigens durch jedes

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geeignete Heizmittel, ζ. B. ein mit Dampf arbeitendes merisierbar ist. Werden der Schieber 14 leicht er-

Heizmittel, ersetzt sein. Eine Kühlung, z.B. eine wärmt und die Stempel genügend lange in der Stellung

Wasserzirkulation mit einer Zuleitung 19 und einer gemäß F i g. 7 gehalten, erhält man eine einwandfreie

Ableitung 20 sind gegebenenfalls zur Kühlung der Haftung der Scheider 23 auf der Platte 16.

Stanzplatte 6 vorgesehen. 5 Die adhäsiv gemachte Seite der Folie 22 ist in

Zwischen der Führungsplatte 5 und der Schneid- diesem Fall vor ihrer Verwendung durch eine Schutzplatte 7 ist durch die Verstrebungen 8 ein Zwischen- verkleidung, wie Papier, geschützt, das erst bei der raum oder eine Kammer 21 gebildet. In diesen Zwi- Verwendung entfernt wird.

schenraum 21 kann eine Folie aus dem vorgesehenen Im nachstehenden Beispiel liegen folgende tech-

Scheider- oder Zwischenelementmaterial eingebracht io nische Daten vor:
sein. Die Dicke der Folie 22 ist entsprechend der

Höhe gewählt, die die auf der Elektrodenplatte be- Schneider:

festigten Zwischenteile oder Scheider, wie 23, erhalten Form zylindrisch

sollen (F i g. 7). Durchmesser 1,1 mm

Im folgenden ist an Hand der Fig.4 bis 7 die 15 Höhe lmm

Arbeitsweise der Vorrichtung erläutert. Anzahl 4 pro cm²'

Wenn sich die Vorrichtung in der in F i g. 4 dar- Material Polypropylen

gestellten Ausgangsstellung befindet, werden eine Klebemittel:

Elektrodenplatte 16 auf den Schieber 14 aufgebracht, ^_{6565 hat ώβ Form dnes Band dessen eine} die die Platte 16 festhaltenden Backen la angehoben so _{Sdte auf der eineQ Seite der Polv}p_rOp_yi_enfolie und der bewegliche Schieber 14 bis zum Anschlag 17 _{bei einer Temperatur} aufgeklebt wird, die unterin seine Stellung unterhalb der Stanze 6 geschoben. _{halb der} Polymerisationstemperatur Hegt und Nun wird in den Raum 21 die Folie 22 aus dem ge- _{deren andere Seitej} ^_{6 vorsteh}end beschrieben, wählten Scheidermatenal eingeführt. Die Platte 1 durch Papier geschützt ist.
wird abgesenkt, und die Stempel 2 schneiden in die 25

Folie 22 ein (F i g. 6) und schneiden aus der Folie Die mit Klebemittel versehenen Polypropylen-Scheiderteile 23 aus, die in die öffnungen 10 der zylinder werden auf die Elektrode unter Bedingungen Schneidplatte 7 geführt werden. Die Stempel 2 wer- aufgebracht, die die Polymerisation des Klebemittels den in ihrer Absenkbewegung zuerst von der Füh- ermöglichen. Auf diese Weise ist eine sehr gute rungsplatte 5 und anschließend von der Schneid- 30 Adhäsion zwischen der Elektrode und den Zylindern platte 7 geführt. Alle ausgeschnittenen Teile 23 wer- sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber den, wie in F i g. 7 dargestellt, auf die Elektroden- den chemischen Mitteln, wie Meerwasser und selbst platte 16 übertragen, und die Federn 12 sind derart den heißen konzentrierten alkalischen Lösungen, eingestellt, daß ein ausreichender Druck zum Anord- erzielt.

nen der Abstandshalter 23 auf der Elektrodenplatte 35 Selbstverständlich kann mit der Vorrichtung der

16 erzielbar ist. Fig. 4 bis 7 jede geeignete Befestigung zwischen der

Die Verteilung, die Form sowie die Abmessungen Elektrodenplatte und den aus der Folie 22 ausge-

der Scheiderteile 23 sind in Abhängigkeit von den für schnittenen Scheidern erhalten werden. Dies ist ins-

die Batterie in Frage kommenden Abström-, Diffu- besondere durch Verkleben oder Adhäsion unter

sions-, elektrischen Leitfähigkeits- oder mechanischen 4° Wärme, Verschweißen oder gewaltsames Einsetzen

Festigkeitsbedingungen usw. gewählt. in vorher in die Elektrodenplatte 16 eingebrachte

In F i g. 8 ist eine Anordnung dargestellt, in der die und von den Scheidern ausgefüllte öffnungen mög-

Scheiderteile 23 aus zylindrischen Teilen bestimmter Hch oder auch durch Einsetzen der Elektrode 16

Höhe bestehen und gleichförmig über die gesamte durch die Scheider 23. Dabei wird lediglich ein für

Oberfläche der Elektrodenplatte 16 verteilt sind. In 45 die Platte 1 ausreichender Einsetzdruck verwendet

dieser Figur ist der Fall einer negativen Elektrode für.- und ein geeigneter Aufbau des Scheidermaterials der

eine meerwasseraktivierbare Zelle angenommen, und Folie 22 vorgesehen. Werden die Scheider 23 in in

Anordnung und Form der Scheider sind einander der Elektrodenplatte 16 vorgesehene öffnungen ein-

derart zugeordnet, daß die Zirkulation des Elektro- gesetzt, werden diese vorteilhafterweise gewisser-

lyten in Pfeilrichtung unterstützt, also eine einwand- 50 maßen in der Platte 16 verklemmt, was eine gute

freie Bespülung der gesamten aktiven Oberfläche der Abdichtung gewährleistet.

Platten gewährleistet ist. Zusätzlich zu den Scheidern In F i g. 9 ist eine dünne Silberfolie 25 unterhalb

23 sind in Fig. 8 Scheider 24 vorgesehen; diese der die Elektrode 16 bildenden Magnesiumfolie vorbilden Leitflächen und unterstützen die Zirkulation gesehen; sie soll eine gute elektrische Leitung zwides Elektrolyten in Pfeilrichtung. Die Scheiderteile 55 sehen zwei nebeneinanderliegenden Elementen der

24 werden gleichzeitig mit den Teilen 23 in die Platte Zellenbatterie gewährleisten.

22 eingeschnitten, und zwar mittels besonders ge- Im Vorstehenden ist eine Befestigungsart für formter Stempel, die den entsprechenden öffnungen Scheider auf der Oberfläche einer Elektrodenplatte der Schneidplatte 7 zugeordnet sind. beschrieben. Selbstverständlich kann die Befestigung In F i g. 8 sind die Scheider 23 und 24 Vorzugs- 60 der gleichen Scheider auf den beiden einander gegenweise aus einer Kunststoffolie 22 gefertigt, die ur- überliegenden Seiten zweier benachbarter Elektroden sprünglich auf zumindest ihrer mit der Elektrode 16 durchgeführt sein; es genügt dann, die zweite Elekin Berührung kommenden Seite mit einer Schicht trode, die gegenüber der Platte 16 vorgesehen sein Heißadhäsionsmittel versehen ist, die bei den Be- soll, an den Scheidern 23 anzuordnen und die Betriebsbedingungen des elektrochemischen Generators, 65 festigung beispielsweise durch Verschweißen oder wie bei der auftretenden Temperatur, der chemischen Adhäsion zu bewirken. Dies ist insbesondere dann Wirkung des Elektrolyten usw. beständig ist und zu leicht durchführbar, wenn die Kunststoffolie 22 beiddiesem Zweck vorzugsweise durch Erhitzen poly- seitig adhäsiv gemacht ist.

In Fig. 10 ist die Verwendung von erfindungsgemäßen Scheidern zum Trennen von Platten entgegengesetzter Polaritäten eines Brennstoffzellenelementes 26 beschrieben. Der Sauerstoffträger fließt in Pfeilrichtung Ct und der Brennstoff in Pfeilrichtung Ce zu. Die Scheider 27 sind auf sehr ähnliche Weise erhalten wie die Scheider 23. Der Aufbau der Scheider 27 ist derart gewählt, daß er den Betriebsbedingungen der Brennstoffzelle standhält. Die Verteilung, die Abmessungen und die Form der Scheider 27 sind insbesondere derart gewählt, daß eine gute Zirkulation des Elektrolyten 28 im Zwischenraum zwischen den beiden Elektrodenplatten 29 und 30 gewährleistet ist. Diese Platten können porös sein und geeignete katalytische Eigenschaften haben.

Auch in den Fig. 11 und 12 ist die Verwendung von erfindungsgemäßen Isolierscheidern und leitenden Zwischenteilen dargestellt. Diese dienen entweder zum elektrischen Trennen zweier einander gegenüberliegender Platten ein und desselben Zellenelementes oder zum mechanischen Trennen sowie zur elektrisch leitenden Verbindung zweier nebeneinanderliegender Platten benachbarter Batterieelemente. Folglich bestehen die Scheider 31 bzw. 32 aus elektrischem Isoliermaterial, die Zwischenteile 33 bzw. 34 jedoch aus elektrisch leitendem Material. Die Scheider 31 und 32 sind vom Elektrolyten 35 bzw. 36 umspült, während die Zwischenteile 33 bzw. 34, je nach der betrachteten Stelle, vom Sauerstoffträger Ct oder dem Brennstoff Ce umgeben sind.

In Fig. 11 sind die verschiedenen Elemente der Brennstoffzellenbatterie parallel geschaltet, in Fig. 12 jedoch in Serie. In F i g. 12 bestehen die Isolierungen 36 aus stromleitenden Metallplatten und stellen Sammler dar.

Die Verteilung der Abmessungen der Scheider oder der Zwischenteile 31 bis 34 sind derart, daß insbesondere der elektrochemische Austausch, die Diffusion der Sauerstoff träger- und der Brennstoffgase, das Abfließen der Elektrolyten, die mechanische Festigkeit der Einheit usw. unterstützt sind. So sind in Fig. 12 die Scheider 32 und die Zwischenteile 34 versetzt angeordnet.

Die Scheider- und Zwischenelemente der F i g. 8 bis 12 können, z. B. mittels einer in den Fig. 4 bis 7 schematisch dargestellten Vorrichtung, auf gleiche Weise angeordnet werden. Selbstverständlich muß jedoch die Art der den Scheider und das Zwischenelement bildenden Folie 22 stets dem gewählten Verwendungszweck angepaßt und je nachdem isolierender oder leitender Natur sein.
Die beschriebenen Ausführungsformen können auf

ίο viele Arten abgewandelt sein. So kann insbesondere ein gleichzeitiges Anordnen der Scheider 31 und Zwischenelemente 33 auf ein und derselben Platte 37 oder 38 oder das gleichzeitige Anordnen der Scheider 32 und Zwischenelemente 34 auf einer Elektrodenplatte 39 oder 40 vorgesehen sein. Dafür genügt es, zwei gleichzeitig und entgegengesetzt wirkende Stempel- und Stanzeinheiten vorzusehen, die die gewünschten Scheiderelemente auf die beiden Seiten ein und derselben Elektrodenplatte aufbringen.

ao Zum Bearbeiten von großflächigen Platten kann das Verfahren auch halbkontinuierlich vorgenommen werden. Die Stempel 2 schneiden und lagern eine erste Reihe Scheider ab, fahren dann zurück, um den gemeinsamen Vorschub von Elektrode 16 und Kunststoffband 22 zu ermöglichen, die Stempel schneiden und lagern eine zweite Reihe ab, und der Betrieb beginnt von neuem. Dieses Verfahren eignet sich also sehr gut für einen automatisierten Betrieb zum Bearbeiten von Elektroden in Form sehr langer Bänder.

Außerdem müssen alle Scheider gleich hoch sein. So können z. B. längs einer Elektrodenplatte, insbesondere einer Magnesiumplatte einer meerwasseraktivierbaren Zelle, Scheider wie die Scheider 23 angeordnet werden, die jedoch höher sind als die im Mittelteil der Elektrode vorgesehenen Elemente 23. Dies ermöglicht ein leichtes Anordnen der die positive Elektrode bildenden Folien, die im allgemeinen kleiner sind als die negative Elektrode. Auf diese Weise erhält man eine Art »Umrahmung« der positiven Elektrode. Diese »Umrahmung« kann auch die Abdichtung sicherstellen, die am Umfang der Magnesiumfolien mittels eines härtbaren Harzes gewährleistet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Patentansprüche· m ^n eingearbeiteten elektrischen Heizwiderstand (18) oder eine Dampfheizung aufheizbar ist.

1. Verfahren zum Anbringen von stellenweise 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 auf Elektroden galvanischer Elemente befestigten bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzvorstehenden Abstandshaltern, insbesondere der 5 platte (6) zum Kühlen mit einer in sie eingearbeimeerwasseraktivierbaren Silberchlorid-Magne- teten Kaltwasserleitung versehen ist.

sium- oder Kupferchlorid-Magnesium-Elemente, 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Elekeiner Elektrodenplatte (16) zumindest auf einer trodenplatte (16) bzw. für die sie tragende Basis-Seite eine Folie (22) oder Platte aus dem für die io platte (11) eine Stoßdämpfung (12) vorgesehen ist. Abstandshalter (23) vorgesehenen Material ange- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 ordnet wird, daß mit Hilfe eines Schneidzeuges, bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere beispielsweise durch eine Stanzplatte (6) mit bei der Herstellung von Elektrodenplatten für Stempeln (2) aus der Folie (22) bzw. der Platte Brennstoffzellen auf jeder Seite der Elektroden-Abstandshalter (23) ausgestanzt und fest mit der 15 platte (16) eine Stempel- und Stanzvorrichtung Elektrode (16) verbunden werden. (1, 6) vorgesehen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Abstandshalter (23; 8, 27,

31 bis 34) durch Verleimen, Verschweißen oder Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum AnAdhäsion fest mit der Elektrodenplatte (16; 6, 7, 20 bringen von stellenweise auf Elektroden galvanischer 29, 30, 37 bis 40) verbunden werden. Elemente befestigten vorstehenden Abstandshaltern,

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- insbesondere der meerwasseraktivierbaren Silberkennzeichnet, daß die Abstandshalter (la) durch chlorid-Magnesium- oder Kupferchlorid-Magnesiumgewaltsames Eindrücken oder Tiefziehen in Durch- Elemente. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichbrechungen (3 a) der Platte fest mit der Elektroden- 35 rung zum Durchführen des Verfahrens.

platte (2 a) verbunden werden und über diejenige Stellenweise mit Abstandshaltern versehene Elek-Seite der Elektrodenplatte vorstehen, die der- troden galvanischer Elemente sind bekannt (deutsche jenigen gegenüberliegt, von der her die Abstands- Patentanmeldung A 15042/21 b, französische Patenthalterila) eingesetzt werden. Schriften 1312935, 1042487 und USA.-Patentschrift

4. Verfahren nach einem der bisherigen An- 30 2 975 822). Derartige Abstandshalter dienen bei mit sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach In- Meerwasser füllbaren galvanischen Elementen, wie berührungbringen der die Abstandshalter (8, 23, Silberchlorid-Magnesium-oder Kupferchlorid-Magne-27, 31 bis 34) darstellenden Folienteile mit den sium-Elementen als nebeneinanderliegende Elektro-Elektroden und nach Entfernen der restlichen denplatten entgegengesetzter Polarität trennende Folie die Abstandshalter auf die Elektrodenplatten 35 Scheider. Sie müssen zugleich eine ausreichende Zirku-(6, 7, 16, 29, 30, 37 bis 40) aufkalandert oder lation des Elektrolyten, also beispielsweise des Meerheiß aufgedrückt werden. wassers ermöglichen, damit die elektrochemischen

5. Verfahren nach einem der bisherigen An- Reaktionsprodukte, wie beispielsweise das unlösliche sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- Magnesiumhydroxid abtransportiert werden können. Standshalter (1, 8, 23, 27, 31 bis 34) auf der bei- 40 Diese Bedingungen lassen sich beispielsweise durch spielsweise aus Magnesium bestehenden negativen die Verwendung der bekannten (französische Patent-Elektrodenplatte (2, 6, 16, 30, 37, 39) befestigt schrift 1312935) Abstandshalter in Form von kleinen werden. Glaskugeln erfüllen, die an der positiven Elektroden- ,

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfah- platte durch Eindrücken in diese befestigt sind. Diese rens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 45 Befestigungsart ist möglich, weil die positiven Elekgekennzeichnet, daß sie auf an sich bekannte trodenplatten, die beispielsweise aus Silberchlorid Weise eine Reihe Stempel (2) Stanzdorne auf- bestehen, relativ weich sind.

weist, die von einer Trägerplatte (1) gehalten sind Die Verwendung von Glaskugeln als Abstandsund mit einer Stanzplatte (6) mit öffnungen halter führt jedoch auch zu Nachteilen. So eignen sich (9.10) zusammenwirken, deren Form und Ver- 5° die Werkzeuge zum Einsetzen der Glaskugeln in die teilung derjenigen der Stempel entspricht; daß die Silberchloridplatten jeweils nur für Kugeln einer be-Stanzplatte aus zwei parallelen, von den öff- stimmten Größe. Kugeln anderer Größe erfordern nungen durchbrochenen Platten (5,7) besteht, die besondere Werkzeuge, so daß eine Ausrüstung für durch Distanzstücke (8) od. dgl. voneinander ab- alle dem praktischen Bedarf angepaßte Kugelgrößen gerückt sind und zwischen sich eine Kammer (21) 55 recht kostspielig wird. Weiter wird der durch den bilden, in die eine Folie (22) oder Platte aus dem Abstandshalter erzielte Abstand der Elektrodenplatten Material für die Abstandshalter (23) einschiebbar voneinander durch den Kugeldurchmesser bestimmt, ist, und daß die Elektrodenplatte (16) auf der den Dieser ist aber andererseits auch abhängig vom ErStempeln gegenüberliegenden Seite der Stanz- forderais, die Kugel durch genug tiefes Eindrücken platte angeordnet ist. 60 fest in der Silberchlorid-Elektrodenplatte zu veran-

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- kern. Wegen dieser doppelten Abhängigkeit ist es kennzeichnet, daß die Elektrodenplatte (16) z. B. schwierig und nur empirisch möglich, für einen ge- mittels eines beweglichen, Mittel (15) zum Halten wünschten Abstand der Elektrodenplatten den rich- oder Abstützen der Elektrodenplatte aufweisen- tigen Glaskugeldurchmesser zu ermitteln. Überdies den Schiebers (14) auf einer Basisplatte (11) der 65 wird durch die Dicke der Silberchloridplatten die Vorrichtung aufliegt. Auswahl zwischen möglichen Glaskugeldurchmessern

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- weiter beschränkt.

kennzeichnet, daß der Schieber (14) durch einen So muß die Dicke der Silberchloridplatte auf den