NO118252B - - Google Patents

Description

Elektrisk primærelement med luf(surstoff depolarisasjon og med alkalisk elektrolyt.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot et elektrisk primærelement med luft-surstoff depolarisasjon og med alkalisk elektrolyt, hvor den oppløselige elektrode er forbundet med sin pol over en leder som er beskyttet mot élektrolytens påvirkning.

Forskjellige måter har vært forsøkt for

å øke denne type elementers kapasitet i forhold til en gitt volumenhet elektrolyt. Alle disse fremgangsmåter har tatt sikte på å la sinkoksydet, som oppstår ved reak-sjonen, utfelles, istedenfor å la den være i form av alkalisk sinkat som er oppløst i elektrolyten, slik som det skjer i de hittil brukte basiske elementer. Det består deri at man enten tilsetter elektrolyten ett eller flere stoffer som kalk, natriumklorid eller liknende, som forårsaker at den basiske sinkforbindelse spaltes før alkalikonsen-trasjonen har nådd for langt ned, eller det brukes en oppløselig elektrode som er sammensatt av flere stykker som er plasert på forskjellige steder i elektrolyten. Denne

siste måte er mere effektiv enn den første, men den har den ulempe at det trenges en sammensatt elektrode som det er van-skelig å fremstille og som er meget dyr.

Oppfinneren har oppdaget at det er

mulig å oppnå et like effektivt resultat og dette uten å gripe til en oppløselig elektrode av sammensatt konstruksjon. Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den opp-løselige elektrode (sinkelektroden) på i og for seg kjent måte er anbragt lengst borte fra élektrolytens overflate fullstendig ne-denfor et plan som løper horisontalt gjennom det nederste punkt på den depolari-

serende kullelektrode som danner den annen elektrode, samtidig med at kullelektrodens sone som befinner seg rett overfor sinkelektroden er inaktivert, og at kullelektrodens høyde er større enn diameteren av dens sirkulære tverrsnitt, idet forholdstallet mellom høyden og denne diameter er større enn 1,5 og fortrinnsvis omtrent 2.

Ved å plasere sinken i bunnen av elementet, det vil si i det område som er lengst borte fra élektrolytens overflate, akselererer man polariseringen av kullets nedre del på en slik måte at denne delen fylles med vannstoff, mens derimot den øverste del forblir fylt med de gasser som den omgivende luft er sammensatt av. Etterat primærelementet har funksjonert en tid, begynner således et gass-sekundær-element å funksjonere, kortsluttet ved sel-ve kullet. Virkemåten for dette sekundær-element forårsaker som kjent en depolari-sering av primærelementet, men samtidig forårsaker den en utfelling av mere eller mindre hydratisert sinkoksyd i elementets nedre del.

Det siste fenomen er meget lett å for-klare hvis man husker på at sinkoksydets oppløsningsvarme i alkalisk oppløsning ifølge likningen: Zn(OH)2 + 2AOH = Zn(AO)2 + 2H20 (hvor A er et monovalent alkalimetall), er på maksimum 8 kalorier. Den nødven-dige spenning for å elektrolysere denne oppløsning kan således ikke overskride 8 : 46,3 = 0,172 volt. Men den elektromotoriske kraft av et gasselement kan komme opp i

1 volt. Det er derfor ikke særlig forbaus-

ende at sekundærelementets strømkrets,

som sluttes ved hjelp av elektrolyten, frem-

kaller elektrolyse av det alkaliske sinkat. Resultatet er at dette sekundærelements virkemåte utfeller sinkoksyd i elementets nedre del og bringer alkalihydroksyd til den øverste del av elektrolyten.

Den prosess som er startet på denne måte fortsetter inntil elementet er blitt helt fylt av sinkoksyd. Det er altså således mulig å oppnå maksimum kapasitet i for-

hold til elektrolytvolumet. Det er selvsagt fordelaktig å beskytte den positive elek-

trode mot kontakt med det utfelte sink-

oksyd på den måte dette er beskrevet i fransk patent nr. 973 598, nemlig ved hjelp av en hylse fremstillet av fibre som ikke angripes av elektrolytten og som lett kan gjennomtrenges av denne siste og i sær-deleshet ved hjelp av et lag glassvatt som er tilstrekkelig tykt. Foråt det sekundære gasselement skal være effektivt, er det nødvendig at kullet har en tilstrekkelig høyde i forhold til sitt tverrsnitt. Oppfin-

neren har funnet at virkemåten er til-fredsstillende når kullets høyde er større enn dets diameter ved sylindrisk kull eller fjerdeparten av dets omkrets hvis det er firkantet. Det optimale forhold ligger i nærheten av 2.

Sinken kan ha en vilkårlig egnet form.

Det er nødvendig at dets overflate står i forhold til sekundærelementets depolari-seringseffekt, idet denne effekt bestemmer den strømstyrke som man kan oppnå av primærelementet. I denne hensikt kan man anvende en utforming som et gitter, en spiral eller liknende, som bestemmer den nødvendige overflate for en elektrode av en gitt vekt. Tykkelsen blir da fortrinnsvis større i den øvre del som ligger nærmest kullet. Men den essentielle betingelse som man må oppfylle er at sinkelektroden ikke må befinne seg rett overfor en aktiv sone av kullet.

Tegningen som medfølger viser en ik-ke-begrensende utførelsesform for et ele-

ment av batteriet ifølge oppfinnelsen.

På denne figur er beholderen 1 i elementet av isolerende materiale, som ikke angripes av elektrolyten, for eksempel av presstoff eller et metall dekket av en isolerende lakk som er motstandsdyktig over-

for alkalier. Et depolariserende kullstykke 2 som er gjennomtrengelig for elektroly-

ten, har en nedre del som kan isoleres med et lag C av isolerende stoff som ikke angripes av elektrolyten. Dette lag som er en elektrisk isolator, muliggjør at den til-

svarende del av kullet er gjort fullstendig inaktiv.

Kullstykket 2 er omgitt av et dobbelt

lag av en membran 3 som er gjennomtren-

gelig for elektrolyten, men som sperrer for sinkoksydet og som for eksempel er av glassfiberduk. Den positive elektrodes side-

flate, som er i kontakt med elektrolyten,

er således aktiv, men den dobbelte mem-

bran 3 utgjør en effektiv sperring mot de faste utfellinger som danner seg i elektro-

lyten.

Den oppløselige elektrode 4 av amal-

gert sink er plasert under det depolarise-

rende kullstykke og er utført som et gitter som er tykkere i dets øvre ende enn i dets nedre ende; dette gitter kunne erstattes av en spiral hvis tykkelse minsker i ret-

ning nedad. Beholderen er lukket med et sperreskikt 5, som for eksempel er laget av voksmateriale og understøttes av en plate 6 som for eksempel er laget av press-

stoff. Den oppløselige elektrode 4 er forbundet med den negative pol med en tynn forbindelsesplate 7, som kan være lakert, fortinnet kobber. Elektrolyten 8 består av en oppløsning som kan være immobilisert,

av kalilut for eksempel.

Det er delene A og B i kullstoffet som danner de to elektroder som kortslutter det sekundære gasselement. Delen A står i for-bindelse med den omgivende luft, mens derimot delen B, som er nærmest sinken,

først polariseres under primærelementets virkning.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den utførelsesform som er beskrevet og vist, og som bare er gjengitt rent eksempelvis.

Claims (2)

1. Elektrisk primærelement med luft-surstoff depolarisasjon og med alkalisk elektrolyt, hvor den oppløselige elektrode er forbundet med sin pol over en leder som er beskyttet mot élektrolytens påvirkning, karakterisert ved at den oppløselige elek-

trode (sinkelektroden 4) på i og for seg kjent måte er anbragt lengst borte fra élektrolytens overflate fullstendig neden-for et plan som løper horisontalt gjennom det nederste punkt på den depolariserende kullelektrode (2) som danner den annen elektrode, samtidig med at kullelektrodens (2) sone (C) som befinner seg rett overfor sinkelektroden (4) er inaktivert, og at kullelektrodens (2) høyde er større enn ; diameteren av dens sirkulære tverrsnitt, idet forholdstallet mellom høyden og denne diameter er større enn 1,5 og fortrinnsvis omtrent 2.

2. Primærelement i samsvar med på-stand 1, karakterisert ved at kullelektrodens (2) sideflater er dekket av et filtre-rende materiale (3), såsom glassfiber, som tillater élektrolytens (8) passasje.