DE2819026A1

DE2819026A1 - Elektrochemische speicherbatterie

Info

Publication number: DE2819026A1
Application number: DE19782819026
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Phys Birnbreier; Franz Dr Rer Nat Gross
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1978-04-29
Filing date: 1978-04-29
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2819026C2; GB2020087A; US4235956A; GB2020087B

Description

* 281902$.

BROWN, BOVERl & ClE · AKTIENGESELLSCHAFT ■ .· '

MANNHEIM BROWN BOVEH!

Mp.-Nr. 542/78 Mannheim, den 24. April 1978

ZFE/P1-Wg/Bt

Elektrochemische Speicherbatterie

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Speicherbatterie, insbesondere auf der Basis von Alkalimetall und Schwefel, mit wenigstens einer Speicherzelle und wenigstens einer die Speicherzelle umgebenden Wärmeisolierung.

Elektrochemische Speicherbatterien, die bei erhöhten Temperaturen arbeiten, wie z.B. Batterien auf der Basis von Alkalimetall und Schwefel, sind meist mit einer wärmedämmenden Isolierung umgeben, um ein Abkühlen der Speicherzellen unter die für ihren Betrieb erforderliche Mindesttemperatur zu verhindern. Herkömmliche Isolierungen, die z.B. mit Glaswolle oder Mineralwolle aufgebaut sind, müssen für eine ausreichende Isolierwirkung erhebliche Wandstärken aufweisen und zwar insbesondere dann, wenn die Speicherbatterie bei erhöhten Temperaturen arbeitet, z.B. 30O⁰C und über längere Zeiträume, z.B. Stunden, auf etwa gleichbleibender Temperatur gehalten werden soll. Da solche dickwandigen Wärmeisolierungen die Abmessungen und/oder das Gewicht der Speicherbatterie

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erheblich vergrößern, ist die Energiespeicherdichte, d.h. die pro Gewichts- oder Volumeneinheit speicherbare elektrische Energie, gering. Dies ist insbesondere für solche elektrochemische Speicherbatterien von Nachteil, die für die Energieversorgung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen ' eingesetzt werden sollen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrochemische Speicherbatterie der eingangs genannten Art anzugeben, die bei mindestens ausreichender Wärmeisolierung in ihren Abmessungen bzw. Bauvolumen gering ist. Darüber hinaus soll die Wärmeisolierung in ihrem Aufbau einfach und den Anforderungen, wie sie der Betrieb einer elektrochemischen Speicherbatterie stellt, gewachsen sein.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Wärmeisolierung wenigstens einen zumindest weitgehend evakuierten Hohlraum mit wenigstens einem in d en Wärmefluß eingefügten Strahlungsschirm aufweist. Der evakuierte Hohlraum verhindert oder erschwert hierbei einen Wärmefluß von den Speicherzellen zum Außenraum durch Konvektion, während der Strahlungsschirm Wärmeverluste durch Strahlung vermeidet, oder zumindest weitgehend verringert. ■ Die Wärmeleitfähigkeit einer solchen Wärmeisolierung ist etwa ; hundertfach geringer als eine gleichdicke Wärmeisolierung mit Glaswolle. Dies gilt insbesondere dann, wenn gemäß ^l einer Weiterbildung der Erfindung mehrere Strahlungsschirme i hintereinander mit Abstand in den Wärmefluß eingefügt sind.

Um die vorgenannte gute Wärmedämmung zu erzielen, sollte j der Hohlraum mindestens so weit evakuiert sein, daß der '■ Restgasdruck im Hohlraum kleiner als etwa 10"⁴ mbar ist. !

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Als Regel kann gelten: Der Restgasdruck ist so auszubilden, daß die mittlere freieWeglänge der Atome und Moleküle des Gases etwa dem Abstand der Strahlungsschirme voneinander ist. Um das Vakuum aufrechtzuerhalten, kann vorteilhaft im Hohlraum ein Getter angeordnet sein.

In vorteilhafter Weise ist der Hohlraum zwischen wenigstens zwei die Speicherzelle umgebenden Begrenzungswänden gebildet, zwischen denen der Strahlungsschirm angeordnet ist. Die Begrenzungswände bestehen ganz allgemein gesehen am besten aus Metall, insbesondere aus Metallen mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z.B. mit Nickel legierte Stähle, oder aus Glas. Als Strahlungsschirm finden vorzugsweise dünne Folien aus blanken Metallen mit geringem Emissionsvermögen Verwendung, solche Metalle sind z.B. Aluminium oder Nickel. Um eine Berührung der Begrenzungswände und/oder weiterer Strahlungsschirme zu verhindern,sind an einigen Stellen j Abstandshalter eingefügt. !

Um die Herstellung der Wärmeisolierung zu vereinfachen '

und ihre Stabilität zu erhöhen, ist es günstig, daß die : Wärmeisolierung aus mindestens zwei, vorteilhaft etwa gleichen

Teilisolierungen zusammengesetzt ist. Eine besonders bevor- j

zugte Weiterbildung besteht hierbei darin, daß die Teil- ;

Isolierungen topfförmig ausgebildet sind, so daß sie an j

ihren Rändern aneinander befestigt werden können. '

Weist die Wärmeisolierung elektrisch leitende Begrenzungswände auf, so sind vorteilhaft die Teilisolierungen über wenigstens eine zwischengeschaltete elektrische Isolation miteinander verbunden. Hierdurch ist nämlich die Stromzufuhr

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oder Stromabfuhr zu den Speicherzseilen sehr einfach, denn die elektrische Verbindung der Speicherzellen zum Außenraum kann über die elektrisch leitenden Teilisolierungen erfolgen.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmeisolierung kann darin bestehen, daß der gesamte ! zu isolierende Batterie-Innenraum als evakuierter Hohlraum mit wenigstens einer Außenwand ausgebildet ist. Die Speicherzelle ist also unmittelbar im evakuierten Hohlraum angeordnet, der nach außen mit einer Außenwand dicht abgeschlossen ist.

Hierbei kann der Strahlungsschirm vorteilhaft im Hohlraum

selbst angeordnet und mit Abstand dem Profil der Außenwand _;

angepaßt sein, oder unmitteltir um die Speicherzelle mit !

Abstand vorgesehen und deren Profil angepaßt sein. ~,

Am einfachsten ist es auch bei dieser Ausführungsform, wenn die Außenwand im wesentlichen aus mindestens zwei gasdicht zusammengesetzten Teilen besteht, die vorteilhaft topfförmig ausgebildet und an ihren Rändern miteinander gasdicht verbunden sind.

In vielen Fällen ist es erwünscht, auch eine sehr gut wärmeisolierte Speicherbatterie z.B. zu Inspektions- und/oder _: Reparaturzwecken möglichst rasch abkühlen zu können. Deshalb kann eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin bestehen, daß der Hohlraum mit einem Gas beaufschlagbar ist. Dieses Gas hebt die Wirkung der Wärmeisolierung weitgehend auf, so daß ein starker Wärmefluß von der Speicherzelle zum Außenraum eintritt und die Speicherbatterie sich somit sehr rasch abkühlt. . '

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Die Beaufschlagung des Hohlraumes mit einem Gas muß selbstverständlich reversibel sein, d.h., bei einer Inbetriebnahme der Speicherbatterie muß das Gas aus dem Hohlraum entfernt werden können,um der Wärmeisolierung die geforderten Isoliereigenschaften wieder zu geben. Um dies zu erreichen, ist vorteilhaft das Gas bei Betriebstemperatur der Speicherzelle in einem Feststoffspeicher gespeichert, durch Temperaturerhöhung des Feststoffspeichers in den Hohlraum austreibbar und bei Abkühlung vom Feststoffspeicher wieder aufnehmbar. Vorteilhaft ist der Feststoffspeicher hierbei mit einer gesteuerten Heizung versehen.

Solche Feststoffspeicher haben nämlich die Eigenschaft, in ihren Kristallgittern Gase aufnehmen und somit speichern zu können. Bei Erwärmung eines solchen Feststoffspeichers werden die Gase von den Kristallgittern freigegeben und bei Abkühlung auf den Ausgangszustand wieder aufgenommen. Als geeignetes Gas kann im vorliegenden Fall Wasserstoff eingesetzt werden, wobei als Feststoffspeicher ein Körper aus Palladium dienen kann.

Empfehlenswert ist es, die Wärmeisolierung mit kreiszylindrischem Profil auszubilden, dessen Außendurchmesser etwa gleich der Höhe der Wärmeisolierung ist. Für ein günstiges Verhältnis zwischen Oberfläche und von der Isolierung umgebenen Bauvolumen ist es ebenso günstig, wenn die Wärmeisolierung etwa die Form eines Würfels aufweist.

Ein günstiges Verhältnis zwischen Bauaufwand und Isolier^ wirkung ergibt sich dann, wenn der Hohlraum mehr als sechs und weniger als zwölf Speicherzellen umschließt. Hierbei ist zur guten Raumausnutzung vorteilhaft eine Speicherzelle etwa im Bereich der vertikalen Zentralachse des Hohlraumes angeordnet.

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ZFfVEM F 1 .:67fi 800OiKE)

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Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Speicherbatterie mit einer Wärmeisolierung gemäß der Schnittlinie I - I der Figur 2, wobei hinter der Schnittebene liegende Teile nicht dargestellt sind und die Wärmeisolierung zvrei mit Abstand verlaufende Begrenzungswände aufweist,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand der Figur 1 gemäß der Schnittlinie II τ II, wobei hinter der Schnittebene liegende Teile nicht dargestellt sind,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Speicherbatterie, wobei die Schnittführung etwa der Schnittfühung II - II der Figur 1 entspricht,

Fig. 4 eine Speicherbatterie mit einer Ausführungsvariante bezüglich der Wärmeisolierung in einem Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV der Figur 5, wobei der gesamte Innenraum als evakuierter Hohlraum ausgebildet ist,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand der Figur 4 gemäß der Schnittlinie V-V und

Fig. 6 eine Ausführungsvariante des Gegenstandes der Figur 4 in einem Horizontalschnitt, der etwa dem Schnitt V-V der Figur 4 gleich ist.

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte elektrochemische Speicherbatterie weist eine kreisringzylindrische Wärmeisolierung 10 auf, die den Batterie-Innenraum 12 umgibt, in welchem die zylindrische Speicherzellen 14 angeordnet sind. Die Speicherzellen sind hierbei der Übersicht wegen lediglich durch ihre Umrisse angedeutet, die Höhe der Speicherzellen beträgt etwa 200 bis 400 mm bei einem Durchmesser von etwa 20 bis 50 mm. Die Höhe der Wärmeisolierung 10 entspricht etwa ihrem Durchmesser, wodurch ein günstiges Verhältnis zwischen der Oberfläche der Wärmeisolierung und dem von der V/ärmeisolierung umgebenen Volumen erreicht wird.

Die Wärmeisolierung ist aus zwei TeiTisolierungen 16, 18 mit horizontaler Trennfuge zusammengesetzt. Jede dieser Teilisolierungen 16 und 18 ist topfförmig ausgebildet und weist zwei mit einem gleichbleibenden Abstand verlaufende Begrenzungswände 20 und 22 auf, die im Bereich des Topfrandes miteinander verbunden sind. Hierbei umschließen die beiden Begrenzungswände 20, 22 den Hohlraum 24, welcher so weit evakuiert ist, daß in ihm ein Restgasdruck kleiner als etwa Ί0 mbar herrscht. Im Hohlraum 24 sind noch mehrere, insbesondere mehr als zehn Strahlungsschirme 26 vorgesehen, die mit gegenseitigem Abstand und mit Abstand zu den Begrenzungswänden 20, 22 verlaufen und sich, wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, über den gesamten Bereich des Hohlraumes 24 erstrecken.

In der Regel sind die Strahlungsschirme eben ausgebildet und folgendem Profil der Begrenzungswände 20, 22, deren Abstand etwa gleichbleibend ist, jedoch ist es auch möglich, die Strahlungsschirme gewellt oder geknittert auszubilden.

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ZrDP 4 Γ Ι (6Γι;^Γ:000/ΚΓ)

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Wichtig ist auf alle Fälle, daß die Strahlungsschirme sich nicht gegenseitig und/oder die Begrenzungswände berühren, sondern mit geringem Zwischenraum, z.B. kleiner als 1 mm, verlaufen. Um diesen Zwischenraum zu gewährleisten, können an einigen Stellen schlecht wärmeleitende Abstandshalter eingefügt sein, deren Zahl möglichst gering sein soll, um Wärmebrücken zu vermeiden. Der Abstand der Begrenzungswände ergibt sich aus der Anzahl der Strahlungsschirme und den vorgesehenen Zwischenräumen. :

Als Material für die Begrenzungswände 20, 22 · dient vorteil*· haft ein Metall von geringer Wärmeleitfähigkeit, z.B. eine Eisenlegierung, die Nickel und Chrom enthält, Als Strahlungsschirme finden dünne polierte Metallfolien Verwendung,die ■ z.B. aus Aluminium bestehen können.

Die beiden topfförmigen Teilisolierungen 16 und 18 weisen ; an ihren Rändern jeweils einen nach außen zeigenden Plansch j auf, der zur gegenseitigen Befestigung der beiden Teiliso- ! lierungen 18 und 16 dient, mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel. Zwischen die Flansche 28 ist hierbei eine elektrische Isolation 30 in Form eines Isolierringes eingefügt, so daß keinerlei elektrische Verbindung zwischen der Teilisolierung 18 und der Teilisolierung 16 besteht.

Die im Batterie-Innenraum angeordneten Speicherzellen 14 sind unter Zwischenschaltung von elektrisch leitenden Klötzen 32 auf der inneren Begrenzungswand 22 abgestützt. Hierbei dienen die Klötze 32 gleichzeitig zur elektrischen Verbindung der Außenmäntel der Speicherzellen 14, welche den einen elektrischen Pol der Speicherzellen darstellen, mit der unteren Teilisolierung 18.

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; Die zweiten elektrischen Pole der Speicherzellen 14, welche J sich an den oberen Enden befinden, sind über eine elektrische Leitung 34 miteinander verbunden und über das Ieitungsstück an die innere Begrenzungswand der oberen Teilisolierung 16 elektrisch leitend angeschlossen. Hierdurch ist eine einfache Stromzu- oder -abfuhr zu den Speicherzellen 14 über die Teilisolierungen 16 und 18 möglich. Irgendwelche besonderen Zuführungsleitungen, welche die Wärmeisolierung 10 durchdringen müßten, sind nicht erforderlich.

Die äußere Begrenzungswand 20 der oberen Teilisolierung 16 weist eine Ausbuchtung auf, so daß der Hohlraum 24 eine Erweiterung 38 aufweist. In diese Erweiterung 38 ist ein Feststoffspeicher 40 in Form eines Metallkörpers untergebracht, der mit einer Heizung A-2. in Form einer elektrischen Heizspirale versehen ist. Im Kristallgitter des Feststoffspeichers ist ein Gas eingelagert, das durch Beheizung ausgetrieben werden kann. Dieser Vorgang ist reversibel, d.h. bei Abkühlung des Feststoffspeichers auf seine ursprüngliche Temperatur wird das ausgetrieben Gas vom Kristallgitter wieder aufgenommen. Als Material für den Feststoffspeicher kann Palladium dienen und als_ Gas Wasserstoff eingesetzt werden.

Die untere Teilisolierung 18 weist eine Ausführungsvariante bezüglich der Anordnung des FeststoffSpeichers 40 auf. Der Feststoffspeicher 40 ist hier in einem rohrförmigen Behälter 44 .untergebracht, dessen Innenraum über eine Rohrleitung mit dem Hohlraum 24 -in Verbindung steht. Diese Ausführungs-■ Variante ist insbesondere für die nachträgliche Ausrüstung vorgesehen. Selbstverständlich wird man bei einer Speicherbatterie die beiden Teilisolierungen 16 und 18 jeweils auf die gleiche Art mit Feststoffspeichern ausrüsten, d.h. man wird beide Teilisolierungen identisch ausbilden, wodurch die Herstellung vereinfacht ist.

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1 (G7. 000. CC.

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Die Speicherzellen 14, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Basis von Natrium und Schwefel aufgebaut sind, benötigen für ihren Betrieb eine Temperatur von etwa 30O⁰C. Der evakuierte Hohlraum 24 der Wärmeisolierung 10 ergibt

j in Zusammenwirkung mit den Strahlungsschirmen 26 eine sehr gute Wärmedämmung, die etwa 100-mal besser ist als die Wärmedämmung mit einer gleichdicken Schicht aus Steinwolle oder Glaswolle. Die Gefahr einer unerwünschten Auskühlung ist daher sehr gering.

j Da sich beim Laden oder Entladen der Speicherzelle 14 infolge ; ihres elektrischen Innenwiderstands eine Temperatursteigerung j auf unerwünscht hohe Werte ergeben kann, muß Sorge dafür j getragen sein, diese Überschußwärme auf einfache Weise an j die Umgebung abgeben zu können. Ebenso muß es möglich sein, die Speicherzelle 14 für Reparatur- und/oder Inspektionsarbeiten möglichst schnell abkühlen zu können. Hierzu dienen die mit Gas aufgeladenen Feststoffspeicher 40. Dieses Gas ist bei Betriebstemperatur der Speicherbatterie in den Feststoffspeichern 40 eingelagert und somit die Wärmeisolierung voll wirksam. Soll jetzt jedoch Wärme von den Speicherzellen 14 an den Außenraum abgegeben werden, so werden die Feststoff speicher 40 mittels der Heizung 42 erhitzt, so daß das eingelagerte Gas aus dem Kristallgitter'ausgetrieben wird und in den Hohlraum 24 eintritt. Hierbei füllt es selbstverständlich auch die zwischen den einzelnen Strahlungsschirmen gebildeten Räume aus. Dieses Gas hebt die Wirkung der Wärmeisolierung 10 weitgehend auf, indem es einen Wärmetransport zwischen der inneren Begrenzungswand 22 und der äußeren Begrenzungswand 20 durch Konvektion bewirkt, so daß Wärme von den Speicherzellen 14 zum Außenraum abgeführt wird.

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7FK/P 4 Γ 1 (67BtMDOzKF:)

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Hierzu ist selbstverständlich erforderlich, daß der Batterie-Innenraum 12 ebenfals ein Gas, meistens Luft, aufweist, um einen guten Wärmetransport von den Speicherzellen 14 zu der inneren Begrenzungswand 22? zu ermöglichen.

Sind die Speicherzellen 14 auf das gewünschte Maß abgekühlt und soll jetzt die Wärmeisolierung 10 wieder wirksam sein, so wird die elektrische Heizung 42 abgeschaltet, so daß sich die Peststoffspeicher 40 abkühlen und das Gas wiederum in ihr Kristallgitter aufnehmen. Die Folge ist, daß der Hohlraum 24 wieder evakuiert ist und somit seine volle Isolierwirkung entfaltet.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsvariante einer Speicherbatterie dargestellt, wobei der Querschnitt ähnlich wie der Schnitt II - II der Figur 1 geführt ist. Der Unterschied gegenüber Figur 1 oder 2 besteht darin, daß die Speicherbatterie gemäß Figur 3 einen vriirfeiförmigen Umriß aufweist und die einzelnen Speicherzellen 14 in Reihen im Batterie-Innenraum 12 angeordnet sind, wogegen die Speicherzellen 14 um eine im Zentrum des Batterie-Innenraums 12 angeordnete Speicherzelle angeordnet sind.

In den Figuren 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsvariante einer Speicherbatterie mit Wärmeisolierung 10 dargestellt. Die Äußere Begrenzungswand 50 ist hierbei aus zwei topfförmig geformten gleichen metallischen Teilen gebildet, die an ihren horizontal verlaufenden Rändern 52 aufgebördelt und gasdicht miteinander verschweißt sind. Die Strahlungsschirme 60 verlaufen wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 mit gegenseitigem Abstand sowie mit Abstand zur Begrenzungswand 50.

.* gemäß den Figuren 1 und 2

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Eine innere Begrenzungswand 22, wie sie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 erforderlich ist, wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht verwendet. Denn der gesamte Batterie-Innenraum 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel evakuiert und dient somit als evakuierter Hohlraum 54. In diesem Hohlraum 54 sind die Speicherzellen 14 angeordnet und mittels der metallisch leitenden Klötze 32 am Boden der Wärmeisolierung 10 abgestützt. Hierbei dienen die Klötze 32 gleich« zeitig für die Zu- oder Abfuhr des elektrischen Stromes zum einen Pol der Speicherzellen 14. Die Stromzufuhr erfolgt hierbei wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 über die äußere Begrenzungswand 50.

Um ein Zusammendrücken der dünnen Strahlungsschirme durch das Gewicht der Speicherzellen zu verhindern, müssen selbstverständlich insbesondere im Bereich der Klötze 32 Abstandshalter zwischen die einzelnen Strahlungsschirme und die äußere Begrenzungswand eingefügt sein. Auch in den übrigen Bereichen sind einzelne Abstandhalter von Vorteil, um die Strahlungsschirme in der vorgesehenen Lage zu halten.

Die zweiten Pole der Speicherzellen 14 sind durch eine elektrische Leitung 34 miteinander verbunden, von der ein in den Außenraum führendes Leitungsstück 58 abzweigt. Hierbei ist das Leitungsstück 58 durch ein in die Wärmeisolierung 10 gasdicht eingesetztes Isolierstück 56 nach außen geführt.

; Ferner ist noch ein Feststoffspeicher 40 sam#ieizung 42 vorgesehen, um den evakuierten Hohlraum 54 mit Gas zu füllen, falls bei bestimmten Betriebszuständen eine Wärmeabgabe nach außen erforderlich sein sollte.

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Figur 6 zeigt schließlich eine AusführungsVariante der Speicherbatterie gemäß Figur 4 in einem Querschnitt, der etwa der Schnitt führung V -r V entspricht. Auch hier ist der ; gesamte Batterie-Innenraum evakuiert und bildet somit den Hohlraum 54. Dieser Hohlraum 54 ist genau wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5 nach außen durch die Begrenzungswand 50 abgeschlossen. Die Strahlungsschirme

62 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils um die einzelnen Speicherzellen 14 angeordnet, wie aus Figur 6 deutlich zu ersehen ist. Diese Ausführungsform hat bezüglich , der Herstellung und Häterung der Strahlungsschirme Vorteile, da diese Strahlungsschirme gegenüber dem Ausführungsbeispiel ^; nach den Figuren 4 und 5 kleiner ausgebildet und somit leichter herstellbar sind. ^!

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung der Speicherbatterie kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die Speicherbatterie für ihren Betrieb hohe Temperaturen benötigt, wie dies z.B. bei Speicherbatterien auf der Basis von Natrium und Schwefel (Betriebstemperatur etwa 300⁰C) der Fall ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein sehr wirksamer Schutz gegen Wärmeverluste erreicht, der erforderlichenfalls aufgehoben werden kann. Hinzu kommt, daß das- Gewicht und das 'Bauvolumen der Wärmeisolierung gering ist, was insbe-j sondere für Fahrzeug-Batterien von Vorteil ist. _:

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ΖΠ./Ρ4Γ 1 [67Ca00e KEi

-/If-

Leerseite

Claims

BROWN, BOVERl & ClE ■ AKTiENGtSELLSCHAFT Lt- ">

MANNHEIM BHOVvNBGWiI

Mp.-Nr. 542/78 Mannheim,,den 24. April 1978

ZFE/P1-Wg/Bt

Ansprüche

1. Elektrochemische Speicherbatterie, insbesondere auf der
Basis von Alkalimetall und Schwefel, mit wenigstens einer
Speicherzelle und wenigstens einer die Speicherzelle um- j gebenden Wärmeisolierung, dadurch gekennzeichnet, daß ^: die Wärmeisolierung (10) wenigstens einen zumindest weit- · gehend evakuierten Hohlraum (24; 54) mit wenigstens einem
in den Wärmefluß eingefügten Strahlungsschirm (26; 60; 62)

aufweist. !

2. Speicherbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere, vorzugsweise zehn bis zwanzig Strahlungs- :

j schirme vorgesehen sind, vorteilhaft mit einem Abstand ' kleiner als etwa 1 mm.

3. Speicherbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- ] zeichnet, daß der Hohlraum (24) zwischen wenigstens zwei , die Speicherzelle (14) umgebenden Begrenzung*ränden (20,22) ' gebildet ist, zwischen denen der Strahlungsschirm (26) \ angeordnet ist. (Fig. 1 bis 3) I

4. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (10) aus : mindestens zwei, vorteilhaft etwa gleichen Teilisolierungen (16, 18) zusammengesetzt ist. (Fig. 1) :

5-, Speicherbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilisolierungen (16, 18) topfförmig ausgebildet sind. ;

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2819Q2§

6. Speicherbatterie nach Anspruch 4 oder 5 mit elektrisch leitenden Begrenzungswänden, dadurch gekennzeichnet, ; daß die Teilisolierungen (16, 18) über wenigstens eine zwischengeschaltete elektrische Isolation (30) mitein- ^! ander verbunden sLnd. :

i 7* Speicherbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geken- ^!

zeichnet, daß der gesamte zu isolierende Batterie-Innenraum (12) als evakuierter Hohlraum (54) mit wenigstens einer äußeren Begrenzungswand (50) ausgebildet ist. '<■ (Fig. 4 und 5) j

8. Speicherbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschirm (60) im Hohlraum (54) angeordnet und dem Profil der äußeren Begrenzungswand (50) angepaßt ist.

9. Speicherbatterie nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschirm (62) um die Speicherzelle (14) angeordnet und ihrem Profil angepaßt ist. (Fig. 6)

10. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung=wand (50) im wesentlichen aus mindestens zwei gasdicht zusammengesetzten Teilen besteht.

11. Speicherbatterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile topfförmig ausgebildet und an ihren Rändern (52) miteinander verbunden sind, z.B. durch Verschweißung.

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ZFE'P 4 F 1 (6768000/KE)

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12. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (24; 54) mit einem Gas beaufschlagbar ist.

13. Speicherbatterie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bei Betriebstemperatur der Speicherzelle (14) in einem Feststoffspeicher (40) gespeichert ist, durch Temperaturerhöhung des Feststoff Speichers in den Hohlraum (24; 54) austreibbar ist und bei Temperaturerniedrigung vom Feststoffspeicher wieder aufgenommen wird.

14. Speicherbatterie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffspeicher (40) mit einer gesteuerten Heizung (42) versehen ist.

15. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (10) ein kreiszylindrisches Profil aufweist, dessen Außendurchmesser etwa gleich der Höhe der Wärmeisolierung ist.

16. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (10) etwa die Form eines Würfels aufweist. (Fig. 3)

17. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit mehreren Speicherzellen, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (24; 54) mehr als sechs und weniger als zwölf Speicherzellen (14) angeordnet sind.

18. Speicherbatterie nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (24; 54) eine Speicherzelle (14) etwa im Bereich der vertikalen Zentralachse angeordnet ist (Fig. 1 bis 5).

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7ΤΪ.ΙΡ 4 Y 1 (37HROO0/KF.)