DE3520212A1 - Batterieanordnung mit einer elektrolytloesungszufuehrung - Google Patents
Batterieanordnung mit einer elektrolytloesungszufuehrungInfo
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Description
HOFFMANN · EITLE & PARTNER
PATENT- UND RECHTSANWÄLTE 3 5 2021
PATENTANWÄLTE D1PL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN - DIPU-INa. W. LEHN
DIPL.-INQ. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT, H-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GORS
DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE
The Furukawa Electric Co., Ltd. 42 151
Tokyo / Japan
Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, bei der mehrere Einheitszellen elektrisch in Serie verbunden oder gestapelt
sind, und betrifft insbesondere eine Batterie dieser Art, bei der ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen den
Einheitszellen verhindert werden soll.
Sogenannte Batterien mit einer Elektrolytlösungszuführung, bei denen eine Elektrolytlösung von außen
zugeführt und von den Zellen durch einen Elektrodenreaktionsabschnitt innerhalb jeder Zelle nach außen
abgegeben wird, umfassen verschiedene Batteriearten, wie z. B. Zink-halogenbatterien, Redox-Zellen und
Brennstoffzellen. Um die Kapazität einer derartigen Batterie zu steigern, muß eine Anzahl Einheitszellen
in Serie oder parallel verbunden werden. Da die Serienverbindung die Anwendung eines bipolaren Elektrodenauf
baus gestattet, ist diese zur Steigerung der Batteriekapazität sehr vorteilhaft.
5
5
Wenn Einheitszellen in Serie geschaltet werden oder gestapelt werden, wie z. B. eine Batterie mit einer
Elektrolytlösungszuführung, wird das ümlaufverfahren
im allgemeinen angepaßt. Bei diesem Verfahren wird eine Elektrolytlösung im allgemeinen von einem gemeinsamen
Elektrolytlösungstank zugeführt und die von jeder Einheitszelle ausgegebene Elektrolytlösung wird
wieder in dem Elektrolytlösungstank gesammelt. Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer derartigen Batterie. In Fig.
3 sind vier Einheitszellen C-I, C-2, C-3 und C-4 in Serie geschaltet. Eine Elektrolytlösung 3 wird entsprechend
von einem Elektrolytlösungstank T zu den Einheitszellen C-I, C-2, C-3 und C-4 mittels einer
Pumpe P durch einen gemeinsamen Zuführweg I1 und entsprechende
Verteilerwege 2'a, 2'b, 2'c und 2'd für
die Flüssigkeit zugeführt. Die von den entsprechenden Einheitszellen ausgegebene Elektrolytlösung wird
durch entsprechende Ausgabewege 4'a, 4'b, 41C und
4'd für die Flüssigkeit und einen gemeinsamen Ausgabeweg 51 zu dem Tank T zurückgeführt. Wenn eine
Batterie dieser Anordnung jedoch betrieben wird, wie in Fig. 4 dargestellt, fließt zusätzlich zu einem
Strom I der Batterie ein Flüssigkeitskurzschlußstrom (Nebenflußstrom) I1 zwischen den Zellen durch die
Elektrolytlösung in den Verteiler- und Ausgabewegen für die Flüssigkeit. Dies bewirkt einen Flüssigkeitskurzschluß und führt zu einem großen Stromverlust.
Wenn dieser Zustand durch einen gleichwertigen elektrischen Schaltkreis dargestellt wird, entspricht das
dem in Fig. 5 dargestellten Schaltkreis. In Fig. 5 bezeichnen die Symbole Rl bis R4 Widerstände.
Wenn ein derartiger Flüssigkeitskurzschluß eintritt,
nimmt die Entladekapazität im Fall einer Primärbatterie ab. Im Fall einer Sekundärbatterie nimmt sowohl
die Lade- als auch die Entladekapazität ab und der Lade- und Entladewirkungsgrad wird beträchtlich vermindert.
Um einen derartigen Flüssigkeitskurzschluß und seinen nachteiligen Einfluß zu verhindern, werden
die Widerstände der Elektrolytlösungsabschnitte in dem Flüssigkeitsweg zwischen je zwei benachbarten Einheitszellen,
d. h. Rl bis R4 in Fig. 5 vergrößert. Genauer gesagt, wird die Länge der Flüssigkeitswege
zwischen je zwei benachbarten Einheitszellen (z. B.
11, 12, Wl und W2 in Fig. 4) vergrößert oder der Querschnitt der Flüssigkeitswege (z. B. Sl bis S4 in Fig.
4) wird entsprechend der Gleichung R = p· l/S vermindert (wobei R: Widerstand,ρ : spezifischer Widerstand;
1: Länge des Flüssigkeitsweges, S: Querschnittsfläche bedeutet). Entsprechend einem anderen Verfahren
wird ein sich drehendes Teil in einem Flüssigkeitsweg angeordnet, um die Elektrolytlösung abzutrennen
und ihre Kontinuität zu unterbrechen.
Wenn jedoch die Länge des Flüssigkeitsweges zwischen je zwei Zellen vergrößert wird, wird daß Rohrleitungssystem
größer. Dies führt dazu, daß die Batteriekonstruktion aufwendig wird und ein großes Volumen aufweisen.
Wenn weiter die Querschnittsfläche des Flüssigkeitsweges vermindert wird, wird der Widerstand der Elektrolytlösung
vergrößert und der Druckverlust gesteigert. In jedem dieser Fälle treten besondere Probleme auf,
und der Flüssigkeitskurzschluß kann nicht vollständig
verhindert werden. Mit dem Verfahren, bei dem die Elektrolytlösung durch ein sich drehendes Teil unterbrochen
wird, wird das Rohrleitungssystem komplex und die mechanische Lebensdauer des sich drehenden Teils
stellt ein Problem dar, was zu einer nicht zufriedenstellenden Lösung des Problems führt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Flüssigkeitskurzschluß verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst, d. h. dadurch, daß ein Strömungs-Unterbrechungsabschnitt
für die Flüssigkeit unter Verwendung des freien Falls der elektrolytischen Lösung
längs jedes Verteilerwegs für die Flüssigkeit an der Zuführseite und/oder jedem Ausgabeweg für die Flüssigkeit
angeordnet ist.
Wenn in jedem Verteilungsweg für die Flüssigkeit und jedem Ausgabeweg für die Flüssigkeit eine Sammelkammer
für die Flüssigkeit vorgesehen ist, die einen freien Fall der Lösung gestattet, und die in einer
derartigen Kammer gesammelte Lösung gleichförmig verteilt und in einem freien Fall in mehrere Ausgabeöffnungen
fällt, kann der Abstand der Flüssigkeitsunterbrechung durch den freien Fall verkürzt werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung
einer Batterieanordung mit einer Elektrolytlösungszuführung gemäß der Erfindung;
' Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der
Beziehung zwischen dem Flüssigkeitswiderstand und der Fallhöhe, wenn die Elektrolytlösung im
freien Fall herabfällt; 10
Fig. 3 ein Diagramm einer bekannten
Batterie mit einer Elektrolytlösungszuführung
;
Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des
Flüssigkeitskurzschlusses in der in Fig. 3 dargestellten Batterie;
Fig. 5 ein dem Flüssigkeitskurzschluß
in Fig. 4 entsprechender elek
trischer Schaltkreis; und
Fig. 6 eine teilweise geschnittenen
perspektivische Ansicht einer Sammelkammer für die Flüssigkeit
einer Batterie gemäß der Erfindung .
Fig. 1 zeigt die Batterieanordnung mit einer Elektro-Iytlösungszuführung
gemäß der Erfindung. Eine Elektrolytlösung 3 wird zu mehreren (vier im dargestellten
Ausführungsbeispiel) Einheitszellen C-I, C-2, C-3 und
C-4 durch entsprechende Verteilerwege 2a, 2b, 2c und 2d, die von einem gemeinsamen Versorgungsweg 1 ab-
zweigen, zugeführt und verteilt. Die durch die Elektrodenreaktionsabschnitte
in den entsprechenden Einheitszellen fließende Elektrolytlösung wird in einem gemeinsamen Ausgabeweg 5 durch entsprechende Ausgabewege
für die Flüssigkeit 4a, 4b, 4c und 4d gesammelt und dann ausgegeben. Bei der Batterie dieser
Anordnung sind in der Mitte längs der Verteilerwege 2a, 2b, 2c und 2d für die Flüssigkeit an der Elektrolytlösungszuführseite
Strömungsunterbrechungsabschnitte 6a, 6b, 6c und 6d mittels des freien Falls gebildet.
Ähnlichen Strömungsunterbrechungsabschnitte 7a, 7b, 7c und 7d für die Flüssigkeit sind in der Mitte längs der
Ausgabewege 4a, 4b, 4c und 4d für die Flüssigkeit ausgebildet, wodurch ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen
je zwei benachbarten Einheitszellen verhindert wird.
Jeder Strömungsunterbrechungsabschnitt.. für die Flüssigkeit
wird durch eine vertikale Trennung eines Teils jedes Verteilungs- oder Ausgabeweges für die Flüssigkeit
gebildet, wobei eine vorbestimmte freie Fallhöhe h für die Unterbrechung der Elektrolytlösung erforderlich
ist. Das obere Ende des unteren Rohres hat einen vergrößerten Durchmesser, um die herabfallende
Elektrolytlösung aufzunehmen.
Die für die Trennung der Elektrolytlösung erforderliche frei Fallhöhe h kann unter Bezugnahme auf den Abschnitt
6a des Verteilungswegs 2a für die Flüssigkeit wie folgt erklärt werden. Die Höhe h ist in diesem
Fall der Abstand hl zwischen einer Fallöffnung eines oberen Rohres 2al und dem Niveau einer Elektrolytlösung
3hl des unteren Rohres 2a2, wobei die Elektrolytlösung 3 diese Höhe in freiem Fall in einem physikalisch getrennten
Zustand durchfällt, d. h. in Form von Tropf-
chen und das Niveau 3al erreicht. Dies trifft ebenfalls für die Ausgabewege für die Flüssigkeit zu.
Beispielsweise ist der Strömungsunterbrechungsabschnitt 7a für die Flüssigkeit entsprechend mit einer
erforderlichen freien Fallhöhe h2 zwischen einem oberen Rohr 4al und einem Elektrolytlösungsniveau 3a2
in einem unteren Rohr 4a2 angeordnet. An einem derartigen ünterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit
■hat die Elektrolytlösung 3 einen sehr hohen elektrisehen-Widerstand,
so daß ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen zwei benachbarten Zellen verhindert werden
kann.
Die für eine Trennung der Flüssigkeit erforderliche freie Fallhöhe h ist entsprechend der Art, der Durchflußmenge/
der Temperatur und ähnlichem der Elektrolytlösung unterschiedlich. Daher muß die freie Fallhöhe
so eingestellt werden, daß sie diesen Bedingungen genügt.
20
20
Im folgenden soll ein Beispiel der Messung der freien Fallhöhe h beschrieben werden.
Zusammensetzung der Elektrolytlösung; 25
2 mol/1 Zinkchlorid + 1 mol/1 Kaliümchorid
+ 2 mol/1 Natriumchlorid wässrige Lösung
Lösungstemperatur;
30
30
30° C
Durchflußmenge der Lösung in einer Einzelzelle;
600 ml/min
Freie Fallgeschwindigkeit;
36 cm/sek
36 cm/sek
Die Elektrolytlösung fallt im freien Fall von einer Fallöffnung für die Flüssigkeit unter den oben auf-.
gezeigten Bedingungen und ein Widerstand R (kJlr) der
Elektrolytlösung bei jeder Fallhöhe wird mit dem Wechselstromwiderstandsmeßverfahren gemessen. Fig. 2
ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Widerstand und der Fallhöhe 1 (cm) von der
Fallöffnung für die Flüssigkeit. Man sieht aus dem Diagramm von Fig. 2, daß der Widerstand R ungefähr
dem berechneten Wert entspricht, daß die Fallhöhe 1 6 cm erreicht, woraufhin der Widerstand R jedoch vom
berechneten Wert stark abweicht, wenn die Fallhöhe 1 8 cm überschreitet. Aufgrund dieses Ergebnisses wird
die für eine Flüssigkeitstrennung erforderliche Fallhöhe h innerhalb eines Bereichs zwischen 10 und 12 cm
bestimmt.
Fig. 1 zeigt einen Fall, in dem Flüssigkeitsunterbrechungsabschnitte
in den beiden Verteilerwegen für die Flüssigkeit an der Elektrolytlösungszuführseite
und den Ausgabewegen für die Flüssigkeit an der Elektrolytlosungsausgabeseite ausgebildet sind. Wenn
jedoch derartige Strömungsunterbrechungsabschnitte für die Flüssigkeit nur an einer Seite infolge der
konstruktiven Grenzen des Batteriesystems ausgebildet werden, wird jedoch ebenfalls eine beträchtliche Wirkung
bezüglich der Vermeidung eines Flüssigkeitskurzschlusses erhalten.
Wenn die Elektrolytlösung von der Fallöffnung für die Flüssigkeit an einem Strömungsunterbrechungsabschnitt
herunterfällt, werden zwei oder mehr (normalerweise zwei) Fallöffnungen für die Flüssigkeit ausgebildet,
j; um die Durchflußmenge der herabfallenden Lösung zu f
vermindern und die für die Flüssigkeitstrennung erforderliche Fallhöhe zu verkürzen. Von einer öffnung
wird jedoch etwa 90% der Elektrolytlösung ausgegeben, { und nur eine kleine Menge der Lösung wird von der an- ,
deren Öffnung ausgegeben. D. h., der für die Flüssigkeitstrennung
während des freien Falls erforderliche Abstand bleibt relativ lang, so daß die Höhe der Batterie
vergrößert wird.
Um dieses Problem zu lösen, wird erfindungsgemäß eine Sammelkammer in jedem Strömungsunterbrechungsabschnitt
für die Flüssigkeit angeordnet und die Elektrolytlösung gleichförmig verteilt, so daß sie von den Fallöffnungen
in gleichen Mengen herunterfällt. Bei dieser An-Ordnung kann die für den freien Fall erforderliche
Fallhöhe zur Trennung der Flüssigkeit verkürzt und eine kompaktere Bauweise der Batterie erreicht werden.
Um eine gleichförmige Verteilung der Elektrolytlösung zu erhalten, ist das Innere der Kammer in obere und
untere Abschnitte unterteilt, und eine Abtrennung parallel zur Lösungsströmung ist im oberen Abschnitt
angeordnet, um die Strömung der Elektrolytlösung in 2 bis 4 Teilmengen gleichförmig zu unterteilen, und
um 2 bis 4 obere unterteilte Kammern zu schaffen.
Weiter ist im unteren Abschnitt eine Abtrennung angeordnet, die sich in einer Richtung im wesentlichen
senkrecht zur Abtrennung in der oberen Kammer erstreckt und das Innere des unteren Abschnitts in 2
bis 4 untere unterteilte Kammern unterteilt. Jede der
unteren unterteilten Kammern ist mit einer oberen unterteilten
Kammer verbunden und weist eine Fallöffnung für die Flüssigkeit auf. D. .h., wie in Fig. 6
dargestellt, es ist eine Sammelkammer 8 für die Flüssigkeit an dem Strömungsunterbrechungsabschnitt
an jedem Verteiler- und Ausgabeweg für die Flüssigkeit angeordnet, der vertikal mittels der Abtrennungen
unterteilt ist. Eine Abtrennung 11 parallel zur Strö- - mung der Elektrolytlösung, die mittels des Pfeile
in Fig. 6 angedeutet ist, ist im oberen Abschnitt der Kammer 8 vorgesehen, um obere unterteilte Kammern
und 12" auszubilden, die die Strömung oder die Strömungsmenge der Elektrolytlösung gleichförmig unterteilen.
Eine Abtrennung 13 ist im unteren Abschnitt der Kammer 8 in einer Richtung im wesentlichen senkrecht
zur Strömung der Elektrolytlösung angeordnet, d. h. senkrecht zur Abtrennung im oberen Abschnitt.
Die Abtrennung 13 bildet untere unterteilte Kammern
14 und 14", die gleichförmig das Innere des unteren Abschnitts unterteilen und entsprechende Fallöffnungen
9 und 91 für die Flüssigkeit aufweisen. Die oberen
und unteren unterteilten Kammern 12 und 12' und 14 und 14" sind miteinander durch Verbindungsöffnungen
15 und 15· verbunden. Bei dieser Anordnung wird die
durch den Verteilerweg oder Ausgabeweg für die Flüssigkeit fließenden Strömung der Elektrolytlösung
gleichförmig unterteilt und fließt gleichförmig von den Fallöffnungen 9 und 9" für die Flüssigkeit in
die unteren unterteilten Kammern 14 und 14'.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf den Fall, bei dem die oberen und unteren Abschnitte jeder Sammelkammer
in entsprechender Weise in zwei Kammern unterteilt sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch
nicht auf diese Anordnung begrenzt und jede Sammelkainmer
für die Flüssigkeit kann in obere und untere Abschnitte unterteilt sein, und jeder obere und untere
Abschnitt kann in 2 bis 4 Kammern in entsprechender Weise unterteilt sein.
■ Der Lade/Entladeversuch wurde bei Zink-Chlorbatterien als Beispiele für Batterien mit einer Elektrolytlösungszuführung
durchgeführt, wobei die Strömungsunterbrechungsabschnitte für die Flüssigkeit nur an dem Ausgabeweg
für die Flüssigkeit und sowohl an dem Verteiler- und Ausgabewegen für die Flüssigkeit jeder Einheitszelle
ausgebildet waren. Der Stromwirkungsgrad, der Spannungswirkungsgrad und der Energiewirkungsgrad
jeder Batterie wurden untersucht und die Wirkung zur Verhinderung eines Flüssigkeitskurzschlusses wurde
mit einer gewöhnlichen Batterie, die keinen Strömungs-Unterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit hatte, verglichen.
In jeder Einheitszelle waren eine Zinkelektrodenplatte (negative Elektrode) aus dichtem Graphit und
eine Chlorelektrodenplatte (positive Elektrode) aus porösem Graphit einander gegenüberliegend in einem
Polyvinyl-Chloridrahmen angeordnet. Jede Einheitszelle hatte eine wirksame Elektrodenfläche von 300 cm2.
Der Versuch wurde sowohl für eine Einzelzelle und 10, 25 und 40 in Serie geschaltete Zellen durchgeführt.
Die Betriebsbedingungen waren wie folgt:
Zusammensetzung der Elektrolytlösung:
2 mol/1 Zink-Chlorid + 1 mol/1 Kaliumchlorid
+ 2 mol/1 Natriumchlorid in wässriger Lösung,
- 15 -
die auf einen pH-Wert 1 eingestellt war.
Temperatur der Elektrolytlösung; 3O0C
Durchflußmenge pro Einheitszelle der Elektrolytlösung; 600 ml/min
Lade/Entladestromdichte; 30 mA/cm2
Ladezeit;
3 Stunden
Die Ergebnisse sind unten dargestellt:
1. Bei sowohl in den Verteilungs- als auch dem Ausgabewegen für die Flüssigkeit angeordneten Strömungsunterbrechungsabschnitten:
Strömungswirkungsgrad (%) | Einzel zelle |
10 Zellen in Serie geschaltet |
25 Zellen in Serie geschaltet |
40 Zellen in Serie geschaltet |
|
85.6 | 85.1 | 82.3 | 80.2 | ||
Übliche Batterie |
85.5 | 85.5 | 85.2 | 85.1 | |
Batterie gemäß der Erfindung |
Spannungswirkungsgrad (%) | 10 Zellen in Serie geschaltet |
25 Zellen in Serie geschaltet |
40 Zellen in Serie geschaltet |
|
Einzel zelle |
84.1 | 83,9 | 83.7 | |
Übliche Batterie |
84.3 | 84.2 | 84.3 | 84.3 |
Batterie gemäß der Erfindung |
84.4 |
Energiewirkungsgrad (%) | 10 Zellen in Serie geschaltet |
25 Zellen in Serie geschaltet |
40 Zellen in Serie geschaltet |
|
Einzel zelle |
71.6 | 69.0 | 67.1 | |
Übliche Batterie |
72.2 | 72.0 | 71.8 | 71.7 |
Batterie gemäß der Erfindung |
72.2 |
2. Wenn der*Strömungsunterbrechungsabschnitt für die·
nur in den Ausgabewegen für die Flüssigkeit angeordnet
war:
17 -
Strömungswirkungsgrad (%) | 10 Zellen in Serie geschaltet |
25 Zellen in Serie geschaltet |
40 Zellen in Serie geschaltet |
|
Einzel zelle |
85.1 | 82.3 | 80.2 | |
■Übliche Batterie |
85.6 | 85.2 | 84.6 | 84.1 |
Batterie gemäß der Erfindung |
85.5 |
Spannungswirkungsgrad (%) | 10 Zellen in Serie geschaltet |
25 Zellen in Serie geschaltet |
40 Zellen in Serie geschaltet |
|
Einzel- Zelle |
84.1 | 83.9 | 83.7 | |
übliche Batterie |
84.3 | 84.3 | 84.2 | 84.1 |
Batterie gemäß der Erfindung |
84.3 |
Energiewirkungsgrad. (%) | 10 Zellen in Serie geschaltet |
25 Zellen in Serie geschaltet |
40 Zellen in Serie geschaltet |
|
Einzel- Zelle |
71.6 | 69.0 | 67.1 | |
Übliche Batterie |
72.2 | 71.8 | 71.2 | 70.7 |
Batterie gemäß der Erfindung |
72.2 |
Man sieht aus den obigen Ergebnissen, daß, obwohl der Spannungswirkungsgrad nur ein wenig abnimmt, der Stromwirkungsgrad
bezeichnend abnimmt und der Energiewirkungsgrad ebenfalls bezeichnend abnimmt, wenn die Anzahl
der in Serie geschalteten Zellen bei einer gewöhnlichen Batterie gesteigert wird. Im Gegensatz dazu
ist bei der erfindungsgemäßen Batterie, wenn der Strömungsunterbrechungsabschnitt sowohl in den Verteilungs-
und Ausgabewegen für die Flüssigkeit vorgesehen ist, obwohl der Stromwirkungsgrad ein wenig abnimmt,
eine derartige Abnahme viel geringer als bei einer gewöhnlichen Batterie und die Abnahme des Energiewirkungsgrades
ist ebenfalls gering. Wenn der Strömungsunterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit nur
im Ausgabeweg ausgebildet wird, sind die Strom- und Energiewirkungsgrade geringer als in dem Fall, in dem
die Strömungsunterbrechungsabschnitte sowohl in den Verteilungs- und Ausgabewegen für die Flüssigkeit aus-
gebildet sind, jedoch sind sie beträchtlich größer als jene bei der gewöhnlichen Batterie. Aus den obigen
Ausführungen ist ersichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen Batterie die Wirkung eines Flüssigkeitskurzschlusses
verhindert wird.
Wie oben beschrieben, umfaßt die erfindungsgemäße Batterie mit einer Elektrolytlösungszuführung Strö-
- mungsunterbrechungsabschnitte unter Verwendung des freien Falls einer Elektrolytlösung, wodurch man eine
beträchtliche Wirkung bezüglich der Verhinderung des Flüssigkeitskurzschlusses erhalten kann. Mit dieser
Wirkung kann der Stromverlust in der Batterie bezeichnend vermindert und der Lade-/Entlageenergiewirkungsgrad
bei einer Sekundärbatterie verbessert werden, während der Entladeenergiewirkungsgrad bei
einer Primärbatterie verbessert werden kann.
Mit einer Konstruktion, bei der eine Sammelkammer die Elektrolytlösung gleichförmig unterteilt, kann die
Menge der von jeder Fallöffnung der Kammer herausfließenden Elektrolytlösung gleichgehalten werden.
Aus diesem Grund kann, infolge daß ein Flüssigkeitskurzschluß der Strömung der Elektrolytlösung verhindert
wird, der Batterieenergiewirkungsgrad verbessert werden, die Höhe der Kammer zur Verhinderung des
Flüssigkeitskurzschlusses kann verkürzt werden, und die Batterie kann kompakt ausgebildet werden, wodurch
sich viele industrielle Vorteile ergeben.
Claims (4)
1. Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung,
bei der eine Elektrolytlösung (3) von einem gemeinsamen Zuführweg (1) über Verteilerwege (2)
für die Flüssigkeit zu jeder von mehreren von elektrischen in ■ Serie geschalteten oder gestapelten Einheitszellen C
verteilt und zugeführt wird, und die Elektrolytlösung von jeder der Einheitszellen ausgegeben und in einen
gemeinsamen Ausgabeweg (5) über entsprechende Ausgabewege (4) für die Flüssigkeit gesammelt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Strömungsunterbrechungsabschnitt (6) für die Flüssigkeit unter Verwendung
des freien Falls der elektrolytischen Lösung längs jedes Verteilerweges (2) für die Flüssigkeit an
der Zuführseite und/oder jedem Ausgabeweg (4) für die
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Flüssigkeit angeordnet ist, so daß ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen je zwei benachbarten Zellen von
mehreren Zellen verhindert wird.
2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Stromungsunterbrechungsabschnitte für die Flüssigkeit obere und untere Leitungen
für den Verteiler- oder Ausgabeweg (2, 4) der Flüssigkeit umfaßt, die vertikal voneinander durch
eine vorbestimmte freie Fallhöhe getrennt sind, um eine Unterbrechung der Elektrolytlösung zu erhalten,
wobei ein oberes Ende der unteren Leitung einen größeren Durchmesser zur Aufnahme der herabfallenden
Elektrolytlösung aufweist.
3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch g e k e η nzeichn.et,
daß der ünterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit an einem unteren Ende der oberen Leitung
eine Sammelkammer (8) für die Flüssigkeit aufweist, und daß die Sammelkammer (8) in obere und untere
Abschnitte unterteilt ist, wobei eine erste Abtrennung (11) im oberen Abschnitt angeordnet ist und
sich parallel zu einer Strömung der Elektrolytlösung erstreckt, um mehrere obere unterteilte Kammern (12,
12') zur gleichförmigen Unterteilung einer Strömungsmente der Elektrolytlösung in 2 bis 4 Teilmengen zu
bilden, und eine zweite Abtrennung (13) im unteren Abschnitt einer Richtung im wesentlichen senkrecht
zur ersten Abtrennung angeordnet ist, um mehrere untere unterteilte Kammern (14, 14') zu bilden, die
gleichförmig das Innere des unteren Abschnitts in 2 bis 4 Abschnitte unterteilen, wobei weiter jede der
unteren unterteilten Kammern (14, 14') eine Fallhöhe (9, 91) für die Flüssigkeit aufweist, durch die
die Elektrolytlösung fällt, und jede der oberen unterteilten Kammern (12, 12') mit einer entsprechenden
der unteren unterteilten Kammern in Verbindung steht.
5
5
4. Batterie nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie eine bipolare Zink-Halogenbatterie ist, die als Elektrolytlösung
eine wässrige Lösung mit einem Zinkhalogenid als Hauptbestandteil verwendet.
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