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Trockenelement Die Erfindung betrifft eine Trockenbatteriezelle ohne
Zinkbehälter, bei welcher Kohle-und Zinkplatten mit zwischen ihnen befindlichem
und mit einem Elektrolyten getränkten Depolarisator in einem elastischen Gummibeutel
angeordnet sind. Die Erfindung bezweckt. Trockenbatterien von gleichmäßigerer und
besserer Oualität auf einfachste und wirtschaftlichste Weise herzustellen als bisher.
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Bei den bekannten Trockenzellen .gelangte ein Zinkbehälter zur Verwendung,
der nicht nur als Elektrode, sondern auch als Behälter für den Elektrolyten, für
den Depolarisator und die übrigen Stoffe diente.
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Derartige Zellen haben folgende Nachteile: i. Wenn mehrere Zinkelektroden
benötigt werden, so bietet es Schwierigkeiten, .einen gemeinsamen Behälter für sie
zu bilden, und es treten häufig Undichtigkeiten oder Kurzschlüsse auf.
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2. Wenn zwei oder mehr Zellen, wie z. B. in A-, B- und C-Batterien
für Radiozwecke oder für Taschenlampenbatterien, vereinigt werden, müssen die äußeren
Flächen elektrisch isoliert werden, was kostspielig ist. Außerdem besteht immer
die Gefahr einer mangelhaften Isolation, die zu Kurzschlüssen führt.
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3. Es ist schwierig, die verschiedenen Teile oder Stoffe gleichmäßig
in einem starren Gehäuse, z. B. aus Zink, unterzubringen, wodurch oft die Qualität
des Erzeugnisses leidet.
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.I. Bei der Verwendung von pastenförmigem Elektrolyten ist sowohl
die Herstellung der Paste als auch ihr Einbringen schwierig. Ebenso ist bei Anwendung
von Stoffen, die einen breiförmigen Elektrolyten aufgesaugt enthalten; das Einbringen
dieser Stoffe in einen Zinkbehälter schwierig.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich durch große Einfachheit
aus, und sie vermeidet diese Nachteile.
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Gemäß der Erfindung wird kein Zinkbehälter, sondern ein Zinkblech
verwendet, das einer Kohleelektrode gegenübergestellt wird. Als Behälter für den
Elektrolyten usw. dient ein elastischer Gummibeutel. Auf diese Weise unterscheidet
sich eine Trockenzelle gemäß der Erfindung wesentlich im konstruktiven Aufbau von
.den bekannten Zellen.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert, die einige
Ausführungsbeispiele erkennen läßt.
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Abb. i zeigt eine einzelne Zelle gemäß der Erfindung. A ist eine perspektivische
Ansicht einer eckigen und B ein senkrechter Schnitt durch eine zylindrische Zelle,
welche B1 im Querschnitt erkennen läßt. C ist ein Längsschnitt durch eine abgeänderte
Ausführungsform einer eckigen Zelle gemäß A und Cl deren Querschnitt.
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Abb.2 veranschaulicht eine Anzahl in Reihe geschalteter Zellen. A
ist ein zum Teil geschnittener Grun@driß und B eine ebenfalls teilweise geschnittene
Seitenansicht.
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Abb.3 zeigt in schematischer Weise die Anwendung der Erfindung bei
einer Hochspannungsbatterie. A ist ein zum Teil geschnittener
Grundriß
und B eine Seitenansicht.
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Die gleichen Bezugszahlen bezeichnen in allen Abbildungen die gleichen
Teile.
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Abb. i zeigt ein Beispiel der einfachsten Konstruktion gemäß der Erfindung.
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Abb. i A läßt den gepreßten Depolarisatord., eine den Elektrolyten
absorbierende Zellstoffschicht 5 und eine Zinkblechelektrode 6 mit hervorstehendem
Lappen 7 erkennen, welche einer Kohlenplattenelektrode 2 mit gleichfalls vorstehendem
Lappen 3 gegenübersteht. Alle diese Teile und Stoffe sind in dem Gummibeutel i untergebracht.
Der Kontakt zwischen den einzelnen Stoffen der Zelle ist infolge der Elastizität
des Gummibeutels sehr gut, doch ist es besser, wenn man ihn noch dadurch sichert,
daß man den oberen Teil der Zelle mit isolierendem Material, wie z. B. mit einer
Asphaltmasse, ausgießt und noch eine Anschlußklemme vorsieht.
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Die Abb. i B und i Bl sind ein Ausführungsbeispiel eines zylindrischen
Elemente, bei dem nach dem Einfüllen des Depolar isators q. um einen Kohlestift
:2 eine Fiberschicht 5 herumgelegt und diese dann mit zwei halbzylindrischen Zinkplatten
umgeben wird; das ganze wird schließlich in den Gummibeutel ä eingebracht.
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Die Abb. z C und i C, zeigen zum Unterschied von der Ausführung nach
Abb. i A eine Kohlenplatte 2, welche in der Mitte der Depolarisatorschicht q. angeordnet
ist. Die den Elektrolyten absorbierenden Schichten 5 und die Zinkplattenelektroden
6 sind symmetrisch zur Kohlenplatte 2 angeordnet. Das ganze Element wird auch hier
von einem Gummibeutel umgeben.
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Bei allen Ausführungen gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, das
Material in trockenem Zustande in den Beutel einzubringen und dann erst den Elektrolyten
aufzusaugen. Dieses Absorbieren des Elektrolyten kann in der Weise geschehen, daß
eine große Anzahl von Zellen gemeinsam in einen die Lösung enthaltenen Trog eingebracht
wird, wie es die Abb.2 und 3 erkennen lassen. Die Elemente werden dann auf die Abmessungen
zusammengepreßt, daß sie in einen Fiberkasten eingesetzt werden können, bis der
Elektrolyt überläuft, oder aber sie werden, nachdem der Elektrolyt aufgesaugt ist,
gepreßt, um den zuviel aufgenommenen Elektrolyten wieder zu entfernen.
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Abb. 2 zeigt eine .Anzahl von in Reihe geschalteten Zellen, wie sie
beispielsweise als B-Batterie für Radiozwecke verwendet werden können; Die gewünschte
Zahl von Elementzellen, welche den Elektrolyten aufgenommen haben, werden in ein
äußeres Fibergehäuse P>- eingesetzt, worauf der untere Deckel 9 aufgesetzt wird.
Sodann werden in gewissen Abständen io 3-förmige Bügel 12 aus Zinnlegierung, wie
Bronze o. dgl., über die auf einer Seite angeordneten vorstehenden Teile 3 und 7
der Kahle- und Zinkelektroden übergeschoben. Nunmehr wird der obere Verschluß i
i und eine Anschlußklemme angebracht. Wenn eine hohe Stromstärke erforderlich ist,
so kann sie durch Parallelschalteti jeder Zelle leicht entnommen werden.
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Abb. 3 zeigt eine sehr große Zahl von Zellen, beispielsweise 3oo bis
5oo, welche in Reihe geschaltet sind, um beispielsweise eine B-Batterie für Radiozwecke
zu bilden. Eine Hochspannungsbatterie 13, welche aus 5, 1o oder 2o solcher miteinander
an der Außenseite verbundener Zellen besteht, ist durch einen Isolierkörper isoliert
und in einen Rahmen 17 eingesetzt, worauf die Anschlußklemmen 15 und 16 an der Außenseite
in Reihe zueinander verbunden werden.
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Im folgenden sei näher erläutert, inwiefern ein Trockenelement gemäß
der Erfindung den bekannten Elementen sowohl hinsichtlich Qualität als auch in bezug
auf die Herstellungskosten überlegen ist: i. Wirtschaftlichkeit. Der Zinkbehälter
kommt in Fortfall, und da- das Zinkblech nur als Elektrode benötigt wird, ist keine
so große Stärke bzw. Abmessung des Zinkes erforderlich wie bei den bekannten Behältern.
Die Fläche der zur Absorption des Elektrolyten e`rfgrderli(zhen Schicht --ist -,gering.
- In der eckigen Zelle kommt man mit geringen Depolarisatormengen aus. Wenn daher
eine Anzahl von eckigen Zellenelementen miteinander vereinigt werden, so ergeben
sich die geringsten Abmessungen für die gewünschte elektrische Kapazität und infolgedessen
auch die geringsten Mengen Rohmaterial. Von besonderem Wert ist die Erfindung für
die B-Batterien für Radiozwecke, bei denen die hohe Spannung die Hauptrolle spielt,
während die Stromstärke minimal ist. Ferner ist das Gewicht und .die Fläche solcher
Batterien in bezug auf die Energieeinheit äußerst gering. Da man ferner die einzelnen
Teile aus Blech ausstanzen kann, ist -die Herstellung nicht nur äußerst einfach,
sondern die Kosten werden bedeutend geringer. Infolgedessen ist ein derartiges Trockenelement
insbesondere für die Massenherstellung geeignet.
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2.. Qualität. Jede Gefahr von Kurzschluß oder Selbstentladung infolge
schlechter Ausführung der Verlötung der Zinkbehälter ist ausgeschlossen.. Die Verwendung
von Gummibeuteln statt Zinkbehälter führt zu einer doppelten Gumrniplattenisolation
zwischen jedem Element. Infolgedessen ist jede Möglichkeit eines Kurzschlusses öder
einer Selbstent-
Ladung während des Gebrauches oder beim Lagern
der Batterie unmöglich. Die Einfachheit in der Herstellung führt in hohem Maße zur
Vermeidung von Fehlern. Kurz gesagt, ist die Trockenzelle gemäß der Erfindung in
der Herstellung einfacher als die Herstellung von Elementen mit Zinkbehältern.
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Schließlich wird der Behälter des Elementes gemäß der Erfindung von
dem Elektrolyten infolge der säurefesten Eigenschaften von Kautschuk nicht angegriffen.
Infolgedessen ist eine Batterie gemäß der Erfindung äußerst dauerhaft und kann so
lange als Trockenbatterie verwendet werden, bis ein großer Teil der Zinkplatte verbraucht
ist.