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DE2163569A1 - Elektrische Zelle mit sie nach außen verschließenden Trennelementen - Google Patents

Elektrische Zelle mit sie nach außen verschließenden Trennelementen

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Publication number
DE2163569A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
elastomer
cell according
parts
electrical cell
butyl rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19712163569
Other languages
English (en)
Inventor
Ralph Eugene Northfield Ohio Isley (V.StA.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Standard Oil Co
Original Assignee
Standard Oil Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Standard Oil Co filed Critical Standard Oil Co
Publication of DE2163569A1 publication Critical patent/DE2163569A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
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Description

G 47 921
Firma The Standard Oil Company, Midland Building, CLEVELAND. Ohio 44115 (USA)
Elektrische Zelle mit sie nach außen verschließenden Trennelementen
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an Zellen zum Speichern elektrischer Energie in Form von Kondensatoren und insbesondere eine Zelle mit elektrisch leitfähigen, für Elektrolyt undurchlässigen äußeren Trennelementen mit ausgezeichneter Stabilität bei erhöhten Temperaturen.
Eines der schwierigsten Probleme bei der Herstellung von elektrischen Zellen mit pastenartigen Elektroden und guter Temperaturstabilität besteht darin, ein Trennelement oder Abschlußelement zu finden, das bei erhöhten Temperaturen gegenüber dem korrosiven Elektrolyten inert ist und gleichzeitig wenig oder kaum spürbar zum
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Gesamtwiderstand in der Reihe liegenden einzelnen Elemente des Systems oder der entsprechenden Schaltung beiträgt.
Die meisten Metalle, welche gegenüber dem Elektrolyten wenig korrosiv sind, verhalten sich deshalb so, weil sie einen Schutzfilm auf ihrer Oberfläche bilden. Dieser Schutzfilm isoliert die Elektrode gegenüber dem Metall des Trennelementes, wodurch eine elektrische Zelle mit einem hohen entsprechenden Reihenwiderstand entsteht. Ein naheliegendes Mittel, um dieses Problem der Schutzfilmbildung auf der Metalloberfläche zu überwinden ist, das aus Metall oder Metall-Legierung bestehende Substrat oder Element mit einer Schicht aus inertem Edelmetall wie Gold zu plattieren. Ein solches Verfahren ist jedoch in den meisten Fällen vom Gesichtspunkt der Kosten her praktisch nicht brauchbarT
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Zelle mit herzustellenden und preiswerten elektronenleitenden ionenisolierenden äußeren Trennelementen oder Abschlußelementen zu schaffen, die gegenüber dem korrosiven Elektrolyten der elektrischen Zelle auch bei erhöhten Temperaturen chemisch inert sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer elektrischen Zelle ein elektrisch leitfähiges, für den Elektrolyten undurchlässiges äußeres Trennelement vorgeschlagen, das in einer elektrischen Zelle in Form eines Kondensators od. dgl. verwendet werden kann, der in einem Temperaturbereich von - 40° bis + 1750C arbeitet und ein Substrat
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oder einen sonstigen Träger aus Metallblech, Metallfolie oder einer Graphitplatte aufweist, der auf wenigstens einer Seite ein elektrisch leitfähiges Polymer in Form einer dünnen Schicht oder eines Laminates trägt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Polymer um ein Polymer, das mit einer ausreichenden Menge elektrisch leitfähigem Ruß vermischt werden kann, um ihm die gewünschte ausreichend hohe Leitfähigkeit zu geben. Da zu diesem Zweck hohe Rußkonzentrationen benötigt werden, sind Elastomere im allgemeinen befriedigender als Kunstharze mit einem hohen Elastizitätsmodul. Die bevorzugten Elastomere sind solche, denen man genügende Mengen Ruß zugeben kann, um die Leitfähigkeit zu erhöhen oder um umgekehrt den Widerstand des Elastomers in einen Bereich von 10~ Ohm pro cm //U zu senken, oder damit der entsprechende Reihenwiderstand der gesamten elektrischen Zelle nicht 30 Milliohm überschreitet.
Die zum Plattieren oder Beschichten des erfindungsgemäßen Trenneleeentes geeigneten Elastomere sind natürliches Gummi oder künstliche Gummis, die aus Äthylen, Propylen, Isobutylen, Butadien, Isopren, Chloropren, Copolymeren von Styren-Butadien, Copolymeren von Isobutylen mit verschiedenen gekoppelten Dienen (Polyolefine), bei denen die Menge der Diene nicht etwa 5% übersteigt wie beispielsweise die Butylgummis, chlorosulfonamiertes Polyäthylen, Vinyliden-Fluorid-Polymere, Äthylen-PropylenTerpolymere, Nitrilgummis und "Thiokol"-Gummis. Vorgezogen werden die natürlichen Gummis und die aus Copolymeren von Butadien mit Styren oder Acrylonitril hergestellten synthetischen Gummis. Am meisten bevorzugt werden die Batiyl-Gummie _-_
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wegen ihrer Möglichkeit, große Mengen leitfähigen Ruß aufzunehmen und zu halten und dabei ihre anderen erwünschten Eigenschaften zu behalten.
Der für den vorliegenden Fall geeignete Ruß ist vorzugsweise fein zerteilter, elektrisch leitfähiger Ofenruß, der durch thermische Zerlegung oder unvollkommene Verbrennung von Erdöl oder natürlichem Gas entstanden ist. Kaminruß oder fein gemahlener Ruß sind für diesen Zweck weniger befriedigend, obwohl sie ebenfalls zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können. Der Ruß wird dem Gummi vorzugsweise in Konzentrationen zugegeben, die auf einer Gewichtsbasis berechnet zwischen 50 und 200 Teilen Ruß pro 100 Teile Gummi und vorzugsweise zwischen 75 und 175 Teile Ruß pro 100 Teile Gummi liegen.
Das Substrat bzw. der Träger des Trennelementes kann ein Blech oder eine Folie aus jedem einer Anzahl von Metallen oder Metall-Legierungen sein. Die bevorzugten Metalle sind solche, die ein Minimum zum entsprechenden Reihenwiderstand der elektrischen Zelle beitragen. Beispiele für geeignete Metalle sind Kupfer und Kupferlegierungen wie Messing, Stahl,Niob, Zinn , mit Zinn plattierter Stahl, Molybdän, Tantal und Zirkon. Besonders vorgezogen werden Nickel und Nickel enthaltende Legierungen wie nHastelloyw-Legierungen, welche im wesentlichen aus Nickel, Eisen und Molybdän bestehen. Weiter werden besonders bevorzugt die "Monel"-Metalle, welche Legierungen mit einem überwiegenden Anteil aus Nickel und Kupfer sind. Nickel und Nickel-Legierungen werden wegen ihres geringen Grenzwiderstandes zwischen den Substrat bzw. dem Träger und dem darauf befindlichen Elastomer vorgezogen. Nicht ausgeschlossen von den Materialien für den erfindungsgemäßen Träger sind Graphit- -5-
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platten oder Graphitfolien, die sich für den vorgesehenen Zweck ebenfalls als befriedigend zeigten.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Träger oder das Substrat auch aus einem lockeren Mfcz aus nichtleitenden gewebten Fasern anstatt aus Metall bestehen. Hierbei ist das Elastomer auf eine Matte oder ein loses Netz aus Fasern bestehend aus Materialien wie Glas, Asbest, Kohlenstoff, Cellulose usw. aufgetragen, damit das Elastomer nicht gestreckt oder gedehnt werden kann. Auch ist ein aus Metall bestehendes Sieb oder Netz als Träger oder Substrat geeignet.'
Die Mischungen aus Gummi und Ruß können auf den Träger oder das Substrat durch jedes beliebige und dem Fachmann bekannte geeignete Verfahren aufgetragen werden. Beispielsweise können dieselben durch Kalandrieren, durch Siebdruck, durch Aufspritzen, durch Aufstreichen mittels Bürsten usw. aufgetragen werden. Für die meisten Anwendungsfälle wird das mit Kohlenstoff gesättigte Elastomer mit einem geeigneten Kohlen-wasserstoff oder substituierten Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel vermischt, um die für das jeweilige Auftragverfahren gewünschte Konsistenz oder Festigkeit zu erhalten. Lösungsmittel, die besonders für mit Kohlenstoff bzw. Ruß gesättigte Butylgummis geeignet sind, sind Toluol und Mischungen von Toluol und den Xylenen®
Die Elastomere sollten auf den Träger oder das Substrat genügend dick aufgetragen werden, um einen guten Korrosionsschutz gegen den Elektrolyten zu gewährleisten, jedoch nicht zu dick , um nicht den gesamten elektrischen Widerstand der elektrischen Zelle über die gewünschten Grenzen zu erhöhen. Im allgemeinen wurde eine Dicke von
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wenigstens 0,05 mm als notwendig gefunden, um den erforderlichen Korrosionsschutz zu erhalten, während die Dicke nicht etwa 0,025 mm übersteigen sollte, damit der Widerstand der gesamten Zelle nicht über 30 Milliohm ansteigt.
Die Beschichtung aus mit Kohlenstoff gesättigtem Elastomer kann direkt auf den aus Metall bestehenden Träger aufgetragen werden. Ss kann jedoch auch erwünscht sein, die Ktftung der Beschichtung am Träger dadurch zu verbessern, daß man den Träger vorher mit einem Metall-Lack oder Metall-Firnis beschichtet. Dieser Lack oder Firnis sollte wiederum so gewählt sein, daß er elektrisch leitfähig ist und außerdem den elektrischen Widerstand der Zelle bei deren Betriebstemperaturen wenig erhöht. Beispiele für geeignete Lacke oder Firnisse sind Phenyläthyläthanol-Amin, Trimethoxysilylpropäthylen-Diamin, Tetraäthyl-Ammonium-Toluol-Parasulfonat, Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan und insbesondere PoIyäthylenimin.
Es ist vorteilhaft , die aus Elastomer bestehende Beschichtung am aus Metall bestehenden Träger oder Substrat dadurch dicht anzubringen, daß man den beschichteten Träger einem Formdruck aussetzt, wodurch der Korrosionsschutz der Beschichtung verbessert und deren elektrischer Widerstand gesenkt wird, Um den elektrischen Widerstand der auf obm Metall-Träger befindlichen Beschichtung oder Plattierung weiter zu senken, kann die aus Elas-finer bestehende Beschichtung durch Knwlrkung von Kernstrahlung (harte Strahlung), ultraviolettes Licht,Infrarotstrahlung, Dampf, heiße Luft und vorzugsweise durch Druckvulkanisation gehärtet werden. Bei diesem Vulkanisationsvorgang wird das mit Kohlenstoff gesättigte Elasto-
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mer mit den üblichen Vulkanisiermitteln wie Beschleunigern, Antioxydationsmitteln, Antiozoniermitteln, Wachsen, Stabilisatoren usw. vermischt und bei Temperaturen von Raumtemperatur bis etwa 1850C und unter Drücken von 1 kg/cm bis 1760 kg/cm2 für eine Zeitdauer von 5 Hinuten bis 24 Stunden, die von der Härtungsoder Vulkanisiertemperatur abhängt, gehärtet. Beispielsweise kann eine Beschichtung bei Raumtemperatur für eine Zeitdauer von 24 Stunden geortet oder vulkanisiert werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel eines als einfache elektrische Zelle ausgebildeten Kondensators dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 den Kondensator in Explosionsdarstellung und
Fig. 2 einen Schnitt durch den Kondensator aus Fig. in vergrößertem Maßstab.
Der in der Zeichnung dargestellte elektrische Kondensator ist ein einzelliger Kondensator mit zwei aus Kohlenstoff paste bestehenden Elektroden 10 und 11, einem porösem inneren Trennelement 13, zwei elektrisch leitfähigen und ionenisolierenden Teilen 14 (äußere Trennelemente), die aus einer Kombination eines aus Metall bestehenden Trägers 16 und einer auf wenigstens eine Seite aufgetragenen Schutzschicht 15 aus Elastomer mit einem hohen Anteil von leitenden Rußpartikeln besteht. Jeder Teil 14 ist durch seine elektrische Leitfähigkeit und seine chemische Inertheit gegenüber dem jeweils ver-
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wendeten Elektrolyten bei dem vorhandenen Potential gekennzeichnet. Die primäre Funktion der Teile 14 ist die eines Stromsammlers und eines Ionenisolators zwischen einzeten Zellen dieser Art.
An jedem leitenden Teil 14 ist ein als Abstandselement dienender Ring 12 vorzugsweise angeklebt oder sonstwie an diesem Teil befestigt. Da die pastenartigen Eiktroden
10 und 11 nicht starre Massen, sondern bis zu einem gewissen Grade flexibel sind, besteht die Hauptaufgabe der Ringe 12 darin, die entsprechenden Elektroden 1o baw.
11 zu umschließen und zu verhindern, daß die Masse
des Elektrodenmaterials aussickert oder ausgewaschen wird. Jeder Ring 12 bestellt vorzugsweise aus isolierendem Material, obwohl dies nicht unbedingt notwendig ist. Das Material der Ringe 12 sollte flexibel sein, um Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Elektroden folgen zu können. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten zum Umschließen und Schützen der Elektroden für den Fachmann gegeben.
Das Trennelement 13 besteht vorzugsweise aus hochgradig porösem Material, das als elektronischer Isolator zwischen den Elektroden dient, jedoch eine freie und ungehinderte Bewegung der Ionen im Elektrolyten ermöglicht. Die Poren des Trennelementes 13 müssen klein genug sein, um einen Kontakt zwischenjien einander gegenüberliegenden Elektroden 10 und 11 zu verhindern, da sonst ein Kurzschluß möglich ist und die auf den Elektroden angesammelte Ladung schnell verschwindet. Das TrenaeXe«ent kann aber auch ein nicht poröser ionenleitender Film wie eine ionenaustauschende Membran sein. Jedes in Batterien übliche Trennelement ist zu diesem Zweck geeignet,, und
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es haben sich Materialien wie poröseB Polyvinylchlorid, Glasfaserfilterpapier,(Watman G.F.A.), Celluloseacetat , gemischte Ester von Cellulose und Glasfasertuch oder Glasfasergewebe als geeignet erwiesen.
Vor Gebrauch ist es vorteilhaft, das Trennelement mit Elektrolyt zu sättigen. Dies kann man dadurch erreichen, daß man das Trennelement für eine Zeitdauer von bis zu etwa 15 Minuten mit Elektrolyt tränkt.
Die Kohlenstoff enthaltenden Elektroden 10 und 11 bestehen aus aktivierten Kohlenstoffpartikeln in einem Gemisch mit Elektrolyt. Aktivieren von Kohlenstoff ist ein Verfahren, durch welches Absorptionseigenschaften und eine bestimmte Gesamtoberfläche bei natürlich auftretendem kohlenstoffhaltigen Material erzeugt werden. Da die Speicherung elektrischer Energie bei einem zellenartigen Kondensator auf der vorhandenen Oberfläche der Elektroden beruht, kann man einen Anstieg der Energiespeicherung durch eine Erhöhung der Oberfläche erwarten, was durch die Aktivierung geschieht.
Aktiver Kohlenstoff, der für die Herstellung von kohlenstoffhaltigen pastenartigen Elektroden verwendet wird, hat eine Oberfläche im Bereich von 100 bis 2000 m /gr und vorzugsweise im Bereich von 500 bis 1500 m /gr, gemessen nach dem Brunauer-Emmett-Teller-Verfahren. Diese Oberfläche liegt zum großen Teil innen und kann durch zahlreiche Aktivierungsverfahren erzeugt werden.
Die erste Stufe zum Herstellen aktiver Kohle ist die Carbonisation oder Verkohlung eines Rohmaterials, was gewöhnlich unter Luftabschluß unterhalb 60O0C durchgeführt wird. Fast £ede kohlenstoffhaltige Substanz kann verkohlt werden. Nachdem das Rohmaterial verkohlt ist,
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findet als zweite Stufe die Aktivierung statt. Das am meisten verwendete Verfahren zum Erhöhen der Aktivität von carbonisiertem Material ist die kontrollierte Oxydation einer Charge durch geeignete Oxydationsgase bei erhöhten Temperaturen. Die meisten der zur Zeit in der Wirtschaft verwendeten Verfahren sehen eine Aktivierung mit Dampf oder Kohlendixyd zwischen 800°C und 10000C oder eine Luftoxydation zwischen 3000C und 6000C vor. Andererseits können auch Gase wie Chlorgas, Schwefeldioxyd und Phosphorgas verwendet werden. Andere Aktivierverfahren sind Aktivierung mit metallischen Chloriden und die elektrochemische Aktivierung.
Die pastenartige Elektrode 11 kann auch aus einer Paste aus einem Gemisch aus Elektrolyt mit Feststoffpartikeln aus Borcarbid oder einem feuerfesten Hartmetallcarbid oder Borid bestehen, wobei als Metall Tantal, Niob, Zirkon, Wolfram und Titan vorgesehen sein können. Auch kann die pastenförmige Elektrode 11 aus einem Gemisch des Elektrolyten und einem Metallpulver aus Kupfer, Nickel, Cadmium, Zink, Eisen, Mangan, Blei, Magnesium, Titan. Silber, Kobalt, Indium, Selen und Tellur bestehen.
Der Elektrolyt kann aus einem hochgradig leitfähigen Medium wie einer wässrigen Lösung einer Säure, einer Lauge oder eines Salzes bestehen. In Fällen, bei denen die Leitfähigkeit eines Elektrolyten seine Auswahl bestimmt, wird eine 30#lge Schwefelsäure besonders bevorzugt. Es können aber auch nichtwässerige Elektrolyten verwendet werden, Gelöste Stoffe wie Metallsalze von organischen und anorganischen Säuren, Ammoniak und qua ternär8 Ammoniksalze usw. können In organischen Lösungs mitteln wie beispielsweise Nitrile, wie Acetonnitril, Propionitril, Sulfoxyde wie Dimethyl-, Diäthyl-, Äthyl-
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methyl-und Benzylmethyl-Sulfoxyde, Amide wie Dimethyl-Formamid, Pyrrolidone wie N-Methylpyrrolidon und Carbonate wie Propylencarbonat enthalten sein. Raymond Jasinski offenbart in seiner Veröffentlichung "High Energy Batteries" und in Veröffentlichungen der Proceedings of Nineteenth and Twentieth Annual Power Sources Conference andere Bestandteile für nichtwässerige Elektrolyten.
Eine ins einzelne gehende Beschreibung eines elektrischen Kondensators mit kohlenstoffhaltigen pastenförmigen Elektroden ist in der USA-Patentschrift 3 536 963 enthalten. Hierbei sind die einzelnen Teile der Zelle ebenso wie in der vorliegenden Anmeldung zusammengesetzt. Diese Zelle wird dann einem genügend hohen Druck unterworfen, um sie zu einer geschlossenen und festen Baueinheit zu verbinden. Drücke im Bereich von etwa 17 kg/cm haben sich für diesen Zweck als ausreichend erwiesen.
Die vorstehend beschriebenen einzelligen Kondensatoren bzw. Batterie-Elemente, bei denen das Trägermaterial der elektrisch leitfähigen, zwischen den Zellen angeordneten Trennelemente auf beiden Seiten mit einem Elastomer beschichtet oder plattiert sind, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu einer Reihe oder einem Stapel und somit zu einer mehrzelligen Batterie zusammengesetzt werden.
Beispiel I
Es wurde ein Isobutylenxlsopren-Gummigemisch durch Vermischen folgender Komponenten in den angegebenen Proportionen erzeugt:
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Isobutylen-Isopren ( % Verhältnis 98/2)
Polymer (Butly 365 der Firma Enjay Chemical Co.)
Stearinsäure Zinkoxyd Paraffin Schwefel
extra leitfähiger Ofenruß (Vulkan XC-72 der Firma Cabot Corporation)
Mercaptobenzothiazol (Captax der Firma R.T. Vanderbilt Co.Inc.)
Tetramethylthiuram-Disulfid (Methyl Tuads der Firma R.T. Vanderbilt Co.Inc.)
Gewichtsteile
2 Gewichtsteile 5 Gewichtsteile 2 Gewichtsteile 2 Gewichtsteile
Gewichtsteile
0,75 Gewichtsteile
1,25 Gewichtsteile,
Eine Probe des oben angegebenen Materials wurde nach Herstellung des Gemisches zu einer Folie mit einer Dicke von 0,25 mm in einem Differenzialwalzwerk ausgewalzt. Diese Folie wurde auf eine mit einem Grundlack versehene Metalloberfläche , die aus einer Scheibe aus Nickelfolie mit einem Durchmesser von 28,6 mm und einer Dicke von 0,126 mm bestand, aufvulkanisiert. Der Grundlack bestand aus einer Lösung von 0,5 Gew.% PoIyäthylenimin (PEI-18 der Firma Dow Chemical Co.) in Äthanol. Dieser Grundlack wurde auf die Nickelfolie aufgestrichen und an Luft für eine Zeitdauer von 30 Minuten bei 240C getrocknet und dann für eine weitere Zeitdauer
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von 30 Minuten bei einer Temperatur von 520C nachgetrocknet. Die grundlackierte Oberfläche wurde mit der oben erwähnten, 0,25 mm dicken Folie aus dem Butyl-Gummigemisch bedeckt, zwischen zwei mit Chrom plattierte Metallbleche in eine hydraulische Presse eingebracht und auf einer Temperatur von 1600C gehalten, wobei die geschlossene Presse eine Gesamtkraft von 11 340 kg aufbrachte. Die Anordnung vurde unter diesem Druck bei einer Temperatur von 1600C 20 Minuten lang vulkanisiert. Nach der Kalandrierung und Vulkanisation wurde die Nickelfolie mit einer 0,076 mm dicken Schicht aus Butylgummi beschichtet, welche auf ihre Oberfläche aufvulkanisiert wurde. Diese Gummischicht war hochgradig elektrisch leitfähig.
Zwei auf diese Weise hergestellte Trennelemente aus einer mit Butylgummi beschichteten Nickelfolie wurden in einen gemäß Fig. 1 und 2 ausgebildeten Kondensator bzw. eine entsprechende elektrische Zelle eingebaut. Dieser zellenartige Kondensator besaß zwei aus Kohlenstoffpaste bestehende Elektroden mit einem Durchmesser von 28,6 mm bestehend aus aktivierter Kohle (Nuchar Activated Carbon C-115 der Firma West Virginia Pulp and Paper Company) mit einer Oberfläche von 700 bis 950 m /gr., einen Elektrolyten aus 30iger wässeriger Schwefelsäure, ein ionenleitendes Trennelement mit einem Durchmesser von 28,6 mm und einer Dicke von 0,076 mm, das aus einer anisotropen Membrane aus zwei getrennten Kunststoffschichten aus mikroporöser Kunststoff-Folie der gleichen Polymer-Mischung bestand, wobei eine Schicht ein mikroporöser Schwamm mit einer Porosität von 50 bis 80 % und die andere Schicht eine dichte Schicht mit einer Porosität von 1 bis 3 % war und die Membrane einen Widerstand in 40#iger KOH von 3,8 Ohm-cm aufwies, und
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zwei Ringe aus einem Copolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen (Warenzeichen Viton) mit einer Dicke von 0,33 mm, einem Innendurchmesser von 22,23 mm und einem Außendurchmesser von 28,6 mm . Die so zusammengesetzte Zelle wurde in eine Presse eingelegt und es wurde über diese zylinderförmige Anordnung ein Haltering mit einem Innendurchmesser von 31,7 mm gestülpt. Die Zelle wurde dann unter einem Druck von 16,8 kg/cm gepreßt. An dem Kondensator wurde dann ein Serienersatzwiderstand von 28 Milliohm gemessen.
Beispiel II
Ein Kondensator wurde wie in Beispiel I beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Metallträger des Trennelementes aus Kupferblech anstatt aus Nickelfolie bestand und das Butylgummi-Elastomer direkt auf das Kupferblech ohne Verwendung eines Grundlackes oder Vorlackes auf vulkanisiert wurde. Der Serienersatzwiderstand des Kondensators betrug nach einer Betriebszeit von 1000 Stunden 40 Milli#hm.
Beispiel III
Ein Kodensator wurde wie in Beispiel I beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Metallträger des elektronenlei tfäigen Trennelementes aus mit Zinn plattiertem Stahl bestand. Der Serienersatzwiderstand des Kondensators war gleich 20 Milliohm.
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Beispiel IV
Ein Kondensator wurde wie in Beispiel I angegeben zusammengesetzt, mit der Ausnahme , daß das elektronisch leitfähige Trennelement aus mit Kohlenstoff gesättigtem Butylgummi bestand, das 150 Gewichtsteile Ofenruß pro 100 Gewichtsteile Gummi enthielt und auf einen Metallträger aus "Hastelloy B" (Nickel, 24 bis 32 % Molybdän, 3 bis 7 % Eisen und 0,02 bis 0,12 % Kohlenstoff) aufgetragen wurde, wobei der Metallträger vorher mit einer Grundlacklösung beschichtet worden war, die aus einer Lösung von 1 Gewichtsprozent GammaxAminopropyltriäthoxysilan in Äthanol bestand. Der Kondensator besaß einen gemessenen Serienersatzwiderstand von 57 Milliohm.
Beispiel V
Ein Kondensator wurde wie in Beispiel 1 angegeben hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Elastomer-Beschichtung des elektronenleitfähigen oder elektronisch leitfähigen Trennelementes aus einem Polyäthylen mit hoher Dichte bestand, das 95 Gewichtsteile elektrisch leitfäugen Ofenruß pro 100 Gewichteteile Elastomer enthielt. Der Kondensator hatte einen Serienersatzwiderstand von 35 Milliohm. Aus Copolymeren von Butadien mit Styren und mit Acrylonitril hergestellte elektrisch leitfähige Trennelemente zeigten ähnliche Ergebnisse.
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Beispiel VI
Es wurde ein Kondensator wie in Beispiel I angegeben hergestellt, mit der Ausnahme» daß das elektrisch leitfällige Trennelement aus einer im Siebdruckverfahren auf einen aus Nickelfolle bestehenden Träger aufgebrachten flüssigen Paste bestand, die durch Lösung eines Gemisches von 30 gr Butylgummi mit einem Gehalt von 125 Gewichtsteilen elektrisch leitfähigem Ofenruß pro 100 Gewichtsteile Gummi in 70 ml eines 50 zu 50 Lösungsgemisches von Toluol und Xylen hergestellt wurde. Diese Paste wurde in einer Dicke von 0,05 mm auf die Folie aufgetragen. Das so hergestellte Trennelement besaß einen Widerstand von 22 Million*.
Patentansprüche:
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Claims (9)

  1. Patentansprüche:
    Iy) Elektrische Zelle in Form eines Kondensators od. dgl. zum Speichern elektrischer Energie mit zwei im Abstand voneinander angeordneten aktivierten Kohlenstoffelektroden, die aus einer viskosen Paste von Kohlenstoffpartikeln und einem Elektrolyten gepreßt worden sind, einem zwischen den Elektroden angeordneten porösen, mit Elektrolyt gesättigten, ionenleitenden Trennelement und auf der Außenseitejjeder Elektrode mit je einem weiteren, elektronenleitfähigen, ionenisolierenden Trennelement , das für den Elektrolyten undurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronenleitfäige, ionenisolierende Trennelement (14) im wesentlichen aus einem Elastomer besteht, das eine genügende Menge elektroleitfähigen Ruß enthält, um dieses Trennelement elektrisch leitfähig zu machen, wobei das Elastomer in Form einer dünnen Schicht (15) auf wenistens der der betreffenden Elektrode (10 oder 11) zugewandten Seite eines Trägers (16) aus einem Material aus der Gruppe von Metall und Graphit aufgetragen ist.
  2. 2.) Elektrische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus 30tfiger Schwefelsäure besteht.
  3. 3.) Elektrische Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (15) auf wenigstens eine Seite des Trägers (16) schicht-
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    Λ*
    förmig aufgetragen oder durch Plattleren aufgebracht ist.
  4. 4.) Elektrische Zelle nach eines der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer aus der Gruppe ausgewählt ist, die Butylgummi, Copolymere Ton Butadien-lcrylonitril und Butadien-Styren und natürliche Gumais umfaßt·
  5. 5.) Elektrische Zelle nach Anspruch 4f dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer aus Butylgummi besteht.
  6. 6.) Elektrische Zelle nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Beschichtung (15) aus einen Gemisch von etwa 50 bis 200 Gewichtsteilen elektrisch leitfähigem Ruß pro 100 Gewichtsteile Elastomer besteht.
  7. 7.) Elektrische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer (15) aus Butylgummi, das mit von 75 bis 175 Gewichtsteilen elektrisch leitfähigem Ruß pro 100 Gewichts- * teile Butylgummi vermischt ist, und der Träger (16)
    aus einem Metall aus der Gruppe, welche Nickel und nickelhaltige Legierungen umfaßt, besteht.
  8. 8.) Elektrische Zelle nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch (15) aus Butylgummi und Ruß auf einen Träger (16) aus Nickel aufgeschichtet wird, welcher vorher mit einem Grundlack aus Polyäthylenimin beschichtet worden war.
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    J»
  9. 9.) Elektrische Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet» daß das auf den aus Nickel bestehenden Träger (16) aufgetragene Gemisch (15) aus Butylgummi und Ruß durch Vulkanisation gehärtet wird.
    209831/0918
    Le e r s e
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