DE1926913A1 - Alkalischer Zink-Luft-Akkumulator - Google Patents

Description

• Alkalischer Zink-Luft-Akkumulator Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung eines alkalischen Zink-Luft-Akkumulators.
• Die bekannten alkalischen Zink-Luft-Äkkumuiatoren bestehen aus einer negativen Elektrode aus Zink sowie einer positiven Kohleelektrode mit Luftdepolarisation und besitzen einen alkalischen Elektrolyten. Da Zink beziehungsweise das beim Entladen entstehende Zinkoxid in dem alkalisehen Elektrolyten löslich ist und dieses gelöste Zink einen negativen Einfluß auf die Kohlekathode ausitbt, sind die ZiSklektroden mit einem oder mehreren Scheidern umgeben. Solche Scheider sind zum Beispiel Cellophan oder andere Membranen. Die Scheider sind auch nötig, um das Durchwachsen des Zinks von der Kathode zur Anode beim Laden zu verhinderen Sie haben jedoch den Nachteil, daß der Innenwiderstand des Akkumulators stark erhöht und damit die Energieausbeute verringert wird.
• Außerdem verhindern die Scheider das Durchwachsen nur zum Teil, und es kommt dann zu einem Kurzschluß zwischen Kathode und Anode, wodurch der Akkumulator unbrauchbar wird.
• Der Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung von Voraussetzungen für die Herstellung von alkalischen Z~ind-Luft-Akkumulatoren mit großer Lebensdauer und hoher Energieausbeute.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung von Scheidern den negati Fen Einfluß von im Elektrolyten gelöstem Zink auszuschalten.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein zinkoxidfreier alkalischer oder Neutralsalzelektrolyt für den Ladeprozeß und ein zweiter Elektrolyt für den Entladeprozeß vorhanden sind. Zur hufnahme der Elektrolyten sind vom Elektrodenraum getrennte Räume sowie Mittel zum überführen der Elektrolyten von den Elektrolyträumen in den Elektrodenraum und umgekehrt vorhanden. Die Elektrolyträume stehen über absperrbare Öffnungen oder kommunizierende Röhren mit dem Elektrodenraum in Verbindung. Für das Überführen der Elektrolyten sind die Elektrolyträume und der Elektrodenraum mit Entlüftungsöffnungen und/oder Änschlußstutzen zum Einleiten von Druckluft beziehungsweise zum Erzeugen eines Unterdrucks versehen. Das überführen kann auch dadurch bewirkt werden, daß in den Elektrolyträumen und im Elektrodenraum wasserzersetzende Hilfselektroden zur Erzeugung eines Überdrucks angeordnet sind.
• Infolge der erfindungsgemäßen Verwendung eines gesonderten zinkoxidfreien Elektrolyten für den Ladeprozeß entfällt die negative Beeinflussung der Kohlekathode. Besondere Scheider für die Zinkanode sind nicht mehr erforderlich. Derartige Akkumulatoren weisen deshalb einen beträchtlich gesenkten Innenwiderstand und eine große Lebensdauer auf und gestatten eine hohe Energieausbeute.
• Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutertt Nach diesem dueiührungsbefspfsl wird die Erfindung mit einem Akkumulator realisiert, der aus einem Elektrodenraum und zwei beiderseits daran angeordneten gesonderten Elektrolyträumen besteht.
• Der Elektrodenraum enthält eine Zinkanode und eine Kohlekathode, die durch einen Separator lediglich mechanisch voneinander getrennt sind. Das Volumen eines jeden Elektrolytraumes ist so bemessen, daß es zur AuSnahme der für den AkRumnlator notwendigen Elektrolytmenge ausreicht. In einem der Elektrolyträume (Raum 1) befindet sich ein entsprechender alkalischer Elektrolyt, der mit Zinkoxid gesättigt ist. Im anderen Elektrolytraum (Raum 2) befindet sich ein alkalischer Elektrolyt von gleicher, geringerer oder höherer Konzentration als im Raum 1, jedoch ohne Zinkoiidzusatz, oder ein anderer Neutralsalzelektrolyt. Der Elektrodenraum ist über absperrbare Öffnungen mit den beiden Räumen verbunden.
• Soll der Akkumulator zum Entladen in Betrieb genommen werden, so wird der Elektrolyt aus Raum 1 in den Elektrodenraum überführt. Die tiberfünrung kann entweder mit Hilfe von Vakuum, welches am Elektrodenraum angeschlossen wird, durch Druck welcher an Raum 1 angeschlossen wird, durch Eippen des Akkumulators oder durch Druck der in Raum 1 durch zwei kleine Hilfselektroden erzeugt wird, die Wasser zersetzen, erfolgen. Soll der Akhs ator außer Betrieb gesetzt oder neu geladen werden, so wird der Elektrolyt vom Elektrodenraum wieder in Raum 1 überführt. Hierfür stehen die gleichen Möglichkeiten zur Verfügung, wie bei der tiberführung des Elektrolyten von Raum 1 in den Elektrodenraum. Vakuum muß an Raum t Druck an den Elektrodenraum angeschlossen werden. Für die Uberfülirwig durch eigene Druckerzeugung können entweder die Elektroden des Akkurnulators selbst oder entsprechende kleine Hilfselektroden dienen Ist der Elektrodenraum vollkommen leer, so wird der Elektrolyt aus Raum 2 in den Elektrodenraum überführt.
• Danach kann mit dem Ladeprozeß begonnen werden. Da der Elektrolyt aus Raum 2 kein gelöstes Zink enthält, ist ein Durchwachsen des Zinks durch den Separator beziehungsweise die Bildung von Zinkdendritten und damit eine Kurzschlußbildung ausgeschlossen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Alkalischer Zink-Luft-Akkumulator, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein zinkoxidfreier alkalischer oder Neutralsalzelektrolyt für den Ladeprozeß und ein zweiter Elektrolyt für den Entladeprozeß vorhanden sind.

2. Zink-Luft-ikkumulator nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Elektrolyten vom Elektrodenraum getrennte Räume sowie Mittel zum Überführen der Elektrolyten von den Elektrolyträumen in den Elektrodenraum und umgekehrt vorhanden sind.

3. Zink-Luft-Akkumulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyträiime über absperrbare 6ffnungen oder kommunizierende Röhren mit dem Elektrodenraum in Verbindung stehen.

4. Zink-Luft-Akumulator nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyträume und der Elektrodenraum mit Entlüftunge-Öffnungen und/oder Anschlußstutzen zum einleiten von Druckluft beziehungsweise zum Erzeugen eines Unterdruck versehen sind,

5. Zink-Luft-Akkumulator nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Elektrolyträumen und im Elektrodenraum wassermersatzende Hilfselektroden zur Erzeugung eines Überdruoks angeordnet sind.