DE456423C - Akkumulator mit Alkali-Elektrolyt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Akkumulator mit alkalischen Elektrolyten und mit Elektroden aus einfachen und billigen Stoffen, die eine betriebssichere Konstruktion gestatten und lokale Entladungen, d. h. Entladungen bei offenem Nutzstromkreis, möglichst vollständig ausschließen. Überdies ist der Akkumulator gemäß der Erfindung unempfindlich gegen Überladung und Überschreiten der normalen Entladestromstärke.

Der Akkumulator gemäß der Erfindung ist vorwiegend für den Gebrauch in der Schwachstromtechnik gedacht, wo es auf die genannten Eigenschaften, insbesondere auf das Vermeiden lokaler Entladungen bei offenem Stromkreise, besonders ankommt.

Die bisher bekannten Akkumulatoren mit Blei- oder Nickelelektroden sind alle von sehr verwickelter Bauart, was deren Kosten in hohem Maße vergrößert, insbesondere bei Akkumulatoren mit geringer Kapazität. Gerade bei kleinen Akkumulatoren tritt der schädliche Einfluß der lokalen Entladungen bei offenem Nutzstromkreise besonders unangenehm hervor, so daß die Brauchbarkeit solcher Sammelbatterien sehr beeinträchtigt wird, wenn sie nur schwach und mit erheblichen Betriebsunterbrechungen belastet werden. Bleiakkumulatoren können bekanntlich nach Verlust ihrer Ladung völlig unbrauchbar werden; auch mit Nickelakkumulatoren lassen sich keine befriedigenden Ergebnisse in bezug auf den Wirkungsgrad bei" schwachen Belastungen mit längeren Betriebspausen erzielen, zumal die Selbstentladung bei Nickelakkumulatoren noch schneller vonstatten geht.

Der Akkumulator gemäß der Erfindung besitzt keine Elektrodengitter, die in üblicher Weise mit Füllmasse ausgestrichen sind, sondern es dient als positive Elektrode ein gewohnlicher Kohlenstift mit einem Depolarisator aus Mangansuperoxyd und als negative Elektrode ein in geladenem Zustande mit Zinkamalgam überzogenes Rahmengitter, das aus einem zweckmäßigerweise zickzackförmig gebogenen Blechstreifen besteht. Als Elektrolyt dient hierbei eine Lösung von Ätznatron oder Ätzkali mit einem spezifischen Gewichte von etwa 1,45.

Bei der Entladung des Akkumulators geht das im Amalgam enthaltene Zink in die Alkalilösung über, wobei sich das frei gewordene Quecksilber zusammen mit der Zinkoxydlösung im unteren Teile des Rahmengitters ansammelt; hierauf verbreitet sich die Zinkoxydlösung allmählich infolge Diffusion über die ganze Alkalilauge. Gleichzeitig wird auf dem positiven Pole das Mangansuperoxyd zu Mianganipxyd reduziert. Βφη Ladten des Akumulators findet der entgegengesetzte Vorgang statt, indem das aus der Alkalilauge gefällte Zink auf der Oberfläche des Rahmengitters niedergeschlagen wird. Das am unteren Gitterteile angesammelte Quecksilber steigt infolge der Kapillarität an der lotrechten Gitterwandung entlang nach oben, verbindet sich dort mit dem Zink und überzieht wiederum die Gitteroberfläche mit einer Zinkamalgamschicht. Am positiven Pole verwandelt sich zugleich das Manganoxyd zu Superoxyd.

Die Vorteile eines Akkumulators gemäß der Erfindung gegenüber den bisher bekann-

ten Blei- und Nickelakkumulatoren bestehen somit darin, daß

1. lokale Entladungen bei offenem Stromkreise ausgeschlossen sind, da sowohl Mangansuperoxyd auf die positive Kohlenelektrode keine oxydierende Wirkung ausübt als auch das in der Form von Zinkamalgam die negative Elektrode bedeckende Zink bei geöffnetem Stromkreise in der Alkalilauge nicht ίο aufgelöst wird,

2. daß der Akkumulator bei Überlastung durch übermäßiges Laden und Entladen keiner Beschädigung unterliegen kann,

3. daß der Aufbau betriebssicher, einfach ' 5 und auch billig ist, da das Elektrodenmaterial leicht und billig beschafft werden kann.

In der Zeichnung ist ein Akkumulator gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:

Abb. ι eine Sammlerzelle im lotrechten Schnitt und

Abb. 2 in Draufsicht bei abgenommenem Deckel.

Auf einer Paraffinschicht 1 ist ein Gitterrahmen 2 aus verzinktem Eisenblech wagerecht gelagert, In diesem Rahmen 2 mit LJ-förmigem Querschnitt ist ein zickzackartig mehrfach gebogener Eisenblechstreifen 3 untergebracht, worin die einzelnen Zacken am Rahmen durch Umbiegen der unteren und oberen Profilschenkel nach den Zackenzwischenräumen hin befestigt werden. Die nach oben zu gebogenen Enden des Blechstreifens 3 gelangen in Glasröhren 4, werden daselbst mit Paraffin Übergossen und mit Außenleitungen 5 versehen. Der Blechstreifen kann z. B. 10 mm breit sein und einen Zackenzwischenraum von 4 mm besitzen. Die einzelnen Zacken werden durch lotrechte Einschnitte eines Kammes 6 geführt, welcher aus einem rechtwinklig abgebogenen Blechstreifen besteht, dessen Unterschenkel teilweise nach der einen, teilweise nach der anderen Seite umgebogen wird, um dem Kamm genügende Stabilität zu verleihen. Es kann auch mehr als ein Kamm vorgesehen sein, je nach Größe des Akkumulators. Der Kamm ist außer zum Festhalten der Einzelzacken und Erweiterung der Elektrodenfläche auch dazu bestimmt, die: gleichmäßige Verteilung der die Gitterfläche bedeckenden Zinkamalgamschicht zu begünstigen. Wie aus Obigem ersichtlich, bildet das im Amalgam enthaltene Zink eine in der Alkalilauge lösliche Kathode. Dabei empfiehlt es sich, den Zinkgehalt nicht über 15 Prozent des gesamten Amalgamgewichtes zu wählen, da der Versuch gezeigt hat, daß bei einem höheren Zinkgehalte während der Ladung Flocken von wasserstoffhaltigem Zink ausgeschieden werden, wodurch die Qualität des Akkumulators vermindert wird.

Der Kohlenstift 7 des positiven Poles ist mit einer auf seinem Kupferüberzug angelöteten Leitung 8 ausgerüstet. Um diesen Kohlenstift herum ist in üblicher Weise der Depolarisator 9 gepreßt, welcher aus einem Gemisch von gleichen Gewichtsmengen Mangansuperoxyd und Graphit besteht. Da der Zweck des Depolarisators bekanntlich, darin besteht, daß er leicht Sauerstoff abgibt, dagegen Wasserstoff absorbiert und daher eine Polarisation der Elektrode verhindert, so können statt Mangansuperoxyd auch andere Oxyde gebraucht werden, die bei ihrem hochsten Oxydätionsgrade in Alkalien unlösbar sind und die Eigenschaft besitzen, leicht Sauerstoff abzugeben. Als solche Stoffe sind z. B. Nickeloxyd, Silberoxyd und andere zu nennen. Der Depolarisator ist von allen Seiten durch Leinwand 10 umgeben.

Der aus Alkalilauge bestehende Elektrolyt füllt das äußere Akkumulatorgefäß bis zur Höhe der aus Abb. 1 ersichtlichen Linie α-α aus. Dieses Außengefäß 11 aus Glas oder Eisenblech ist oben mit einer Paraffinschicht 12 ausgefüllt und mit einem Eisendeckel 13 nebst Röhrchen 14 versehen. Das Röhrchen wird mit einem Gummipfropfen 15 abgedichtet, der einen schmalen Kanal zur Ableitung ron Gasen aus dem Akkumulator besitzt.

Die elektromotorische Kraft des neuen Akkumulators beträgt 1,5 Volt, Der Akkumulator ist, wie bereits erwähnt, hauptsächlich für Sehwaehstromanlagen bestimmt, wie z. B. für Zwecke der Telegraphie und Telephonie oder für Signalvorrichtungen u. dgl.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Akkumulator mit Alkali-Elektrolyt, dadurch gekennzeichnet, daß seine negative Elektrode aus einem wagerecht angeordneten Eisenblechgitter mit lotrechter Wandung von geringer Höhe besteht, das mit einer Schicht Zinkamalgam überzogen ist, dessen Zinkgehalt 15 Prozent nicht übersteigt.

2, Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Zinkamalgam überzogenes, wagerecht angeordnetes Eisenbleehgitter als negative Elektrode und ein mit einem Gemisch von Mangansuperoxyd und Graphit als Depolarisator umhüllter Kohlekörper als positive Elektrode dient, während Alkalilauge als Elektrolyt verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.