DE1267735B

DE1267735B - Accumulator cell with a pump that causes the electrolyte to circulate in the cell

Info

Publication number: DE1267735B
Application number: DEP1267A
Authority: DE
Inventors: Elmar Limberg
Original assignee: GABLER ING KONTOR LUEBECK
Current assignee: GABLER ING KONTOR LUEBECK
Priority date: 1964-12-23
Filing date: 1964-12-23
Publication date: 1968-05-09

Description

Akkumulatorenzelle mit einer eine Umwälzung des Elektrolyten in der Zelle bewirkenden Pumpe Die Erfindung betrifft eine Akkumulatorzelle mit positiven und negativen Elektroden und einer eine Umwälzung des Elektrolyten in der Zelle bewirkenden Pumpe mit einem Druckleitungssystem, das hauptsächlich im Elektrolyten verläuft und bis unter die negativen Elektroden reicht.Accumulator cell with a circulation of the electrolyte in the Cell causing pump The invention relates to an accumulator cell with positive and negative electrodes and one a circulation of the electrolyte in the cell effecting pump with a pressure line system, which is mainly in the electrolyte runs and reaches under the negative electrodes.

In neuerer Zeit ist man bestrebt, für bestimmte Anwendungsfälle größere Akkumulatorzellen mit flüssigem Elektrolyten als wartungsfreie Einheiten zu bauen. Für solche wartungsfreien Batterien sind jedoch verschiedene Voraussetzungen zu erfüllen. Eine erste Voraussetzung ist beispielsweise, daß der flüssige Elektrolyt während der Ladeperiode der Batterie umgewälzt wird, so daß er über die ganze Höhe der Zelle eine gleichmäßige Dichte behält. Eine zweite Voraussetzung ist, daß in der Zelle, die selbstverständlich dicht abgeschlossen sein muß, kein allzu großer Gasdruck auftritt.In recent times, efforts have been made to use larger ones for certain applications Build accumulator cells with liquid electrolytes as maintenance-free units. However, there are various requirements for such maintenance-free batteries fulfill. A first requirement is, for example, that the liquid electrolyte during the charging period of the battery is circulated so that it covers the entire height the cell maintains a uniform density. A second requirement is that in the cell, which of course has to be tightly sealed, not too big Gas pressure occurs.

Es ist bekannt, zur Umwälzung der Elektrolyten Pumpen zu verwenden. Diese Pumpen drücken über eine Druckleitung Luft in ein in der Zelle aufrecht stehendes, unten und oben offenes Rohr, so daß die Luft in Form von Blasen in diesem Rohr nach oben steigt. Die Luftblasen nehmen dabei wie ein Pumpenkolben die Elektrolytflüssigkeit mit, so daß eine Umwälzung erzielt wird. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, jede einzelne Zelle mit einer Pumpe zu versehen.It is known to use pumps to circulate the electrolytes. These pumps press air through a pressure line into an upright in the cell, Bottom and top open tube, so that the air in the form of bubbles in this tube after rises above. The air bubbles take the electrolyte liquid like a pump piston with, so that an upheaval is achieved. It has also been suggested to equip every single cell with a pump.

Zur Erfüllung der zweiten Voraussetzung, nämlich die Verhinderung des zu großen Gasdruckes, ist man schon so vorgegangen, einen Teil des sich in der Zelle entwickelnden Gases wieder chemisch zu binden. Man verwendet hierzu Zusatzelektroden, welche den im Gas enthaltenen Wasserstoff binden. Da aber der Wasserstoff nur einen sehr geringen Bestandteil des Gasgemisches ausmacht und der Sauerstoff in weitaus größerer Menge vorhanden ist, ist es zur vollständigen Erfüllung der genannten Voraussetzung in erster Linie erforderlich, den Sauerstoff in der Zelle wieder chemisch zu binden. Hierzu ist in einer bekannten Vorrichtung zum Betrieb eines Bleiakkumulators vorgeschlagen worden, den sich über der Elektrolytoberfläche in der nach außen dicht abgeschlossenen Akkumulatorzelle sich ansammelnden Sauerstoff wieder mit der Masse der negativen Elektroden in Verbindung zu bringen. Das wird durch eine im Gassammelraum angeordnete Pumpe mit einem durch den Elektrolyten verlaufenden und bis unter die negativen Elektroden führenden Druckleitungssystems erreicht, so daß der Sauerstoff aus dem Gassammelraum durch das Druckleitungssystems unter die negativen Elektroden gepumpt und während des Aufstiegs im Elektrolyten entlang den negativen Elektroden von diesen chemisch gebunden werden kann. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist es jedoch nur möglich, das im Gassammelraum vorhandene Gas, insbesondere den Sauerstoff, in der Zelle in einen Kreislauf zu versetzen. Es ist nicht möglich, mit derselben Vorrichtung gleichzeitig auch den Elektrolyten umzuwirbeln, so daß die Wartungsfreiheit dieses Akkumulators sehr begrenzt ist.To meet the second requirement, namely prevention the too high gas pressure, one has already proceeded in this way, part of the itself in the To chemically bind the cell-evolving gas again. Additional electrodes are used for this purpose, which bind the hydrogen contained in the gas. But since the hydrogen is only one makes up a very small part of the gas mixture and the oxygen by far larger amount is available, it is necessary to fully meet the stated requirement primarily required to chemically bind the oxygen in the cell again. For this purpose, a known device for operating a lead-acid battery is proposed which is located above the electrolyte surface in the sealed off from the outside Accumulator cell accumulating oxygen again with the mass of the negative Bring electrodes in connection. This is arranged by a device in the gas collection room Pump with one running through the electrolyte and down below the negative Electrodes leading pressure line system reached so that the oxygen from the Gas collection chamber pumped through the pressure line system under the negative electrodes and during the rise in the electrolyte along the negative electrodes of these can be chemically bonded. With this known device, however, it is only possible, the gas present in the gas collection space, in particular the oxygen, in the To put the cell in a cycle. It is not possible with the same device at the same time swirling around the electrolyte, so that this is maintenance-free Accumulator is very limited.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Akkumulatorenzelle mit einer Pumpe so auszustatten, daß ohne Wartungsarbeit einerseits eine Umwälzung des Elektrolyten und andererseits eine Zuführung des sich in der Zelle entwickelnden Gasgemisches zu den negativen Elektrodenplatten erfolgt, damit sich der Sauerstoff mit der Masse der Elektroden verbindet.It is now an object of the invention to provide a storage cell with a To equip the pump so that on the one hand a circulation of the electrolyte without maintenance work and on the other hand, a supply of the gas mixture developing in the cell to the negative electrode plates is done to allow the oxygen to move with the mass the electrodes connects.

Entsprechend dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß in der eingangs erwähnten Akkumulatorenzelle die Umwälzpumpe auf der Saugseite mit einer Leitung zum gleichzeitigen Ansaugen des flüssigen Elektrolyten und eines Teiles des über der Elektrolytoberfläche in der Zelle befindlichen Gases versehen ist, und daß der angesaugte, mit Gas durchsetzte Elektrolyt durch das an sich bekannte Druckleitungssystem hindurch unter die negativen Elektroden gefördert wird.According to this object, it is proposed according to the invention, that in the aforementioned accumulator cell, the circulation pump on the suction side with one line for simultaneous suction of the liquid electrolyte and one Part of the gas located above the electrolyte surface in the cell is provided is, and that the sucked, gas permeated electrolyte by the known per se Pressure line system is conveyed through under the negative electrodes.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß beide Funktionen, nämlich Umwälzung des Elektrolyten und Zuführung des Sauerstoffes zu den Elektrodenplatten, durch eine einzige Pumpe bewirkt werden, die mit der Zelle vereinigt sein bzw. in diese eingebaut werden kann. Durch die Erfindung ist somit ein weiterer Schritt zur Entwicklung einer absolut wartungsfreien Akkumulatorenzelle getan.This solution achieves that both functions, namely circulation of the electrolyte and supply of oxygen to the electrode plates a single pump can be caused to be associated with the cell or into it can be installed. The invention thus represents a further step towards development an absolutely maintenance-free accumulator cell.

Zur Erläuterung der Erfindung und Beschreibung weiterer Einzelheiten derselben ist in der Zeichnung in F i g.1 eine Akkumulatorenzelle im senkrechten Schnitt dargestellt und in F i g. 2 ein vergrößerter Teilschnitt der Pumpensaugleitung gezeigt.To explain the invention and to describe further details the same is in the drawing in FIG. 1 an accumulator cell in the vertical Section shown and in F i g. 2 is an enlarged partial section the pump suction line shown.

Im Zellengehäuse 1 sind die positiven und negativen Platten 2 in bekannter Weise angeordnet und über Polbrücken 3 mit den Batterieanschlüssen 4 verbunden. Das Zellengehäuse 1 ist mit einem Deckel 5 verschlossen, welcher in üblicher Weise Zellenstopfen aufweisen oder völlig dicht aufgesetzt sein kann. Im Zellengehäuse befindet sich auch der flüssige Elektrolyt, dessen Flüssigkeitsspiegel mit 6 angedeutet ist.In the cell housing 1, the positive and negative plates 2 are known in FIG Arranged in a manner and connected to the battery connections 4 via pole bridges 3. The cell housing 1 is closed with a cover 5, which in the usual way Have cell plugs or can be placed completely tight. In the cell housing there is also the liquid electrolyte, the liquid level of which is indicated by 6 is.

Gemäß der Erfindung wird der Elektrolyt über eine Saugleitung 7 angesaugt und über eine Druckleitung 8 in den unteren Teil der Zelle gedrückt. In den den Gassammelraum, der sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 6 in der Zelle 1 befindet, durchlaufenden Teil der Saugleitung 7 ist vorteilhaft am höchsten Punkt eine nach dem Strahlpumpenprinzip arbeitende Gasdüse 9 eingebaut, über die Gas aus dem Gassammelraum in Form von Gasblasen in den durch die Saugleitung 7 fließenden Elektrolyten gelangt. Zwischen Saugleitung 7 und Druckleitung 8 ist vorteilhaft die Umwälzpumpe 10 innerhalb des Zellengehäuses angeordnet, welche die Förderung des mit Gasblasen durchsetzten Elektrolyten bewirkt.According to the invention, the electrolyte is sucked in via a suction line 7 and pressed into the lower part of the cell via a pressure line 8. In the den Gas collecting space, which is located above the liquid level 6 in the cell 1, continuous part of the suction line 7 is advantageous at the highest point one after the jet pump principle working gas nozzle 9 installed, through the gas from the gas collection chamber reaches the electrolyte flowing through the suction line 7 in the form of gas bubbles. Between the suction line 7 and the pressure line 8, the circulating pump 10 is advantageously within of the cell housing arranged, which the promotion of interspersed with gas bubbles Electrolytes causes.

Die Pumpe 10 kann eine beliebige Pumpe sein. Sie wird vorteilhaft elektrisch angetrieben, und zwar direkt mit dem Zellenstrom, wie in der Zeichnung durch den Leitungsanschluß 13 angedeutet ist.The pump 10 can be any pump. She becomes beneficial electrically driven, directly with the cell current, as in the drawing is indicated by the line connection 13.

An die Druckleitung 8 schließt sich ein oder schließen sich mehrere Verteilungsleitungen 11 an. Diese liegen in Nähe des Zellenbodens vorteilhaft genau unter den negativen Platten und sind mit Düsenbohrungen 12 versehen, aus denen der mit Gasblasen durchsetzte Elektrolyt austritt. Die Gasblasen steigen direkt an den negativen Platten langsam nach oben, und der Sauerstoff wird an den negativen Platten chemisch gebunden.At the pressure line 8 closes one or several close Distribution lines 11. These are advantageously precisely located in the vicinity of the cell floor under the negative plates and are provided with nozzle holes 12 from which the The electrolyte leaked with gas bubbles. The gas bubbles rise directly to the negative plates slowly go up, and the oxygen is sent to the negative plates chemically bound.

Die Einschaltung der Pumpe 10 kann in Abhängigkeit vom Gasdruck in der Zelle gesteuert werden. Hierzu dient ein auf den Gasdruck in der Zelle ansprechender Schalter 14, der die Pumpe einschaltet, wenn der Gasdruck einen bestimmten Wert erreicht oder übersteigt, was der Fall ist, wenn sich beim Aufladen der Zelle Gas bildet. Sinkt der Druck infolge der durch die Erfindung bewirkenden Bindung des Sauerstoffes an die Elektrodenplatten wieder ab, so wird auch die Pumpe automatisch wieder ausgeschaltet. Es ist jedoch vorteilhaft, eine Zeitverzögerung für den Ausschaltvorgang vorzusehen, so daß die Pumpe noch eine bestimmte Zeit, z. B. 30 Minuten läuft, nachdem der Gasdruck bereits auf den eingestellten Wert abgesunken ist.The activation of the pump 10 can be dependent on the gas pressure in controlled by the cell. For this purpose, a responsive to the gas pressure in the cell is used Switch 14, which switches on the pump when the gas pressure reaches a certain value reaches or exceeds what occurs when gas is charged while the cell is being charged forms. If the pressure drops as a result of the binding caused by the invention Oxygen to the electrode plates again, so the pump is also automatic turned off again. However, it is advantageous to have a time delay for the switch-off process to be provided so that the pump still has a certain time, e.g. B. 30 minutes running after the gas pressure has already dropped to the set value.

Claims

Claims: 1. Accumulator cell with positive and negative electrodes and a pump with a circulation of the electrolyte in the cell Pressure line system that runs mainly in the electrolyte and extends below the negative electrodes is sufficient, characterized in that the circulation pump (10) on the suction side with a line (7) for simultaneous suction of the liquid Electrolyte and part of the above the electrolyte surface (6) in the cell (1) located gas is provided, and that on the pressure side the known, under the negative electrodes (2) extending pressure line system (8.1g) is available.

2. Accumulator cell according to claim 1, characterized in that into the part of the suction line (7) located within the gas collecting space Gas nozzle (9), which works on the jet pump principle, is installed.

3. Accumulator cell according to claim 1 and 2, characterized in that the pump (10) is electrically driven and has a switch (14) which is dependent on the gas pressure in the cell and which switches on the current when the pressure reaches or exceeds a certain value.

4. Accumulator cell according to claim 3, characterized in that the pump switch (14) is assigned a delay switch that switches off the pump (10) delayed for a certain time after the gas pressure in the cell has dropped.

5. Accumulator cell according to claim 1 to 4, characterized in that the pump (10) is arranged in the cell and is fed by the cell current. Documents considered: German Patent No. 210 218. Older Patents considered: German Patent No. 1 246 067.