DE1291397B

DE1291397B - Thermocouple with one leg made of at least one lithium compound, and method for its production

Info

Publication number: DE1291397B
Application number: DEE23657A
Authority: DE
Inventors: Ovshinsky Stanford R
Original assignee: Energy Conversion Devices Inc
Current assignee: Energy Conversion Devices Inc
Priority date: 1961-10-16
Filing date: 1962-10-10
Publication date: 1969-03-27
Also published as: GB1016170A

Description

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Thermoelemente sind Paarungen von jeweils zwei bonat, Lithiumoxyd und Lithiumhydroxyd in etwa Werkstoffen, welche an ihrer Berührungsstelle bei gleichen Anteilen entstehen. Die genannten Lithium-Erwärmung ein elektrisches Potentialgefälle entstehen verbindungen oder Lithiumverbindungsgemische könlassen und in einem angeschlossenen Stromkreis einen nen auf das Lithiummetall nach verschiedenen Meelektrischen Stromfluß erzeugen. 5 thoden aufgebracht werden. Beispielsweise lassenThermocouples are pairs of two bonat, lithium oxide and lithium hydroxide approximately Materials that arise at their point of contact with equal proportions. The mentioned lithium heating an electrical potential gradient can result in connections or mixtures of lithium compounds and in a connected circuit a nen to the lithium metal according to different measuring electrical Generate current flow. 5 methods can be applied. For example, let

Unter anderem ist aus der deutschen Auslege- sich die Lithiumverbindungen schmelzen und dannAmong other things, from the German interpretation, the lithium compounds melt and then

schrift 1080 644 eine thermoelektrische Vorrichtung auf eine Scheibe oder ein Blatt aus Lithiummetall1080 644 a thermoelectric device on a disc or sheet of lithium metal

bekannt, in der Lithium enthaltende Halbleiter als aufbringen. Man kann die Verbindungen aber auchknown to apply in the lithium-containing semiconductors as. But you can also do the connections

Thermoelementschenkel verwendet werden. Ferner mit einem organischen harzartigen Bindemittel, beiist bekannt, daß Lithiumfluorid bei erhöhten Tem- ίο spielsweise einem Harz auf der. Basis von Methyl-Thermocouple legs are used. Further with an organic resinous binder known that lithium fluoride at increased Tem- ίο for example a resin on the. Based on methyl

peraturen als Thermoelementschenkel verwendet wer- methacrylat, vermischen, in dieser Form einen Über-temperatures are used as thermocouple legs methacrylate, mix, in this form an excess

den kann. zug auf das Lithiummetall aufbringen und dann dascan. Apply tension to the lithium metal and then the

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Thermo- Bindemittel abbrennen. Die gewünschte Kombinaelement mit einem Schenkel aus mindestens einer tion von Lithiummetall und Lithiumverbindungen Lithiumverbindung. Es wurde in überraschender ig kann aber auch einfach dadurch erhalten werden, Weise gefunden, daß metallisches Lithium in Be- daß man eine Scheibe, eine Platte, eine Folie oder rührung mit seinen verschiedenen Verbindungen eine ein anderes, in beliebiger Weise gestaltetes Stück aus thermoelektrische Kombination darstellt, weiche Lithiummetall unter normalen atmosphärischen Beunter der Einwirkung von Wärme außerordentlich dingungen einige Zeit an der Luft stehenläßt. Dabei hohe elektrische Spannungen entstehen läßt. Diese ao entsteht auf der Oberfläche des metallischen Lithium-Kombinationen vermögen bei hoher Stromdichte körpers sehr rasch ein dünner Film, der wie angenomelektrische Energie zu liefern, wobei eine hohe Ener- men wird, ein Gemisch darstellt, welches zumindest gieausbeute mit niedrigem Gewicht der wirksamen Lithiumhydroxyd und Lithiumcarbonat enthält.
Stoffe verbunden ist. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Kombina-The present invention relates to a thermal burn off binder. The desired combination element with a leg of at least one ion of lithium metal and lithium compounds lithium compound. It was found, surprisingly, that metallic lithium can also be obtained simply by using a disk, a plate, a foil or stirring with its various connections a different piece of thermoelectric combination designed in any way represents, soft lithium metal under normal atmospheric conditions under the action of heat extraordinarily allows some time to stand in the air. This allows high electrical voltages to arise. This ao arises on the surface of the metallic lithium combinations are able to form a thin film very quickly at a high current density body, which, like assumed electrical energy, is a mixture which at least yields the effective lithium hydroxide with a low weight and contains lithium carbonate.
Substances is connected. A combination has proven to be particularly advantageous

Gegenstand der Erfindung ist ein Thermoelement 25 tion aus Lithiumoxyd mit dem Lithiummetall be-The subject of the invention is a thermocouple 25 tion made of lithium oxide with the lithium metal loading

mit einem Schenkel aus mindestens einer Lithium- währt. Es ist besonders zweckmäßig, ein in der ge-with one leg made of at least one lithium endures. It is particularly useful to have a

verbindung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß wünschten Form gestaltetes Stück aus LithiummetallConnection, which is characterized in that the desired shape designed piece of lithium metal

der erste Schenkel aus Lithiummetall besteht und anzuzünden, es für kurze Zeit an der Luft brennenthe first leg is made of lithium metal and to light it burn it in the open air for a short time

mit einer den zweiten Schenkel bildenden Schicht aus zu lassen und dann, ehe das Metall vollständig vereiner oder mehreren Lithiumverbindungen in Beruh- 30 brannt ist, die Luftzufuhr so weit einzuschränken,with a layer forming the second leg and then, before the metal is completely united or more lithium compounds in Beruh- 30 burns to restrict the air supply so much,

rung steht. ^; daß die Erhitzung zuletzt im wesentlichen in einertion stands. ^; that the heating last essentially in one

Ein Thermoelement gemäß vorliegender Erfin- Stickstoffatmosphäre stattfindet. Dies läßt sich inA thermocouple according to the present invention nitrogen atmosphere takes place. This can be done in

dung, wie es in Fig. 1 der weiter unten erläuterten einfacher Weise dadurch durchführen, daß man zu-application, as it is carried out in Fig. 1 in the simple manner explained below by adding

Zeichnung dargestellt ist, erzeugt bei einer Tempera- nächst das Lithiummetall an der Luft durch Ertur von etwa 800°C'und einer Belastung von 0,6 35 wärmen entzündet und dann das entzündete LithiumDrawing is shown, generates the lithium metal in the air by Ertur at a temperature of about 800 ° C 'and a load of 0.6 35 heat ignited and then the ignited lithium

Ohm einen Strom von 0,25 A bei einer Spannung abdeckt. Unter diesen genannten Bedingungen erhältOhm covers a current of 0.25 A at one voltage. Receives under these conditions

von 0,9 V. Im Leerlauf ist die Spannung etwa 2,5 V. man als Endprodukt ein geformtes Gebilde mit einemof 0.9 V. When idling, the voltage is about 2.5 V. The end product is a molded structure with a

Die Leistung des Thermoelements beträgt etwa Kern aus Lithiummetall, der eine ÜberzugsschichtThe performance of the thermocouple is about a core made of lithium metal, which has a coating layer

300 mW pro 625 mm². Das Element arbeitet wäh- trägt, die offenbar ein Gemisch darstellt, welches300 mW per 625 mm ² . The element works, which apparently represents a mixture, which

rend einer Zeitspanne von 4 Stunden mit einem 40 Lithiumnitrid und andere Lithiumverbindungen, undrend a period of 4 hours with a 40 lithium nitride and other lithium compounds, and

leichten Leistungsabfall gegen Ende dieses Zeit- zwar Lithiumhydroxyd, Lithiumcarbonat und mög-slight drop in performance towards the end of this time - although lithium hydroxide, lithium carbonate and possibly

raumes in befriedigender Weise. licherweise Lithiumoxyd, enthält. Wird diese Arbeits-space in a satisfactory way. Licher way lithium oxide contains. Will this work

Setzt man ein erfindungsgemäßes Thermoelement weise zur Herstellung von Thermoelementen verwen-If a thermocouple according to the invention is used wisely for the production of thermocouples

hohen Temperaturdifferenzen aus, so läßt sich ein det, welche eine hohe elektrische Energie liefern sol-high temperature differences, a det that should deliver high electrical energy can be

Strom in der Größenordnung von 1A erzielen. 45 len, dann sollte das Lithiummetall in zweckmäßigerAchieve current in the order of 1A. 45 len, then the lithium metal should be more expedient

Die neuen erfindungsgemäßen Thermoelemente Weise nicht vollständig verbrannt oder oxydiert wer-The new thermocouples according to the invention are not completely burned or oxidized

zeichnen sich durch einen geringen Raumbedarf, ge- den, weil sonst ein Produkt erhalten wird, welchesare characterized by a small space requirement, because otherwise a product is obtained which

ringes Gewicht und erhebliche Wirtschaftlichkeit aus. vollständig oder nahezu vollständig frei von metalli-low weight and considerable economy. completely or almost completely free of metallic

Man kann mit ihrer Hilfe aus Abfallwärmequellen schem Lithium ist. Ein derartiges als ThermoelementWith their help, lithium is produced from waste heat sources. One such as a thermocouple

beachtliche elektrische Energiemengen gewinnen. 5° verwendetes Produkt liefert keine hohe elektrischegain considerable amounts of electrical energy. 5 ° used product does not provide high electrical

Die neuen Thermoelemente lassen sich auch als auf Energie. Will man also im Rahmen der vorliegendenThe new thermocouples can also be used as energy. So if you want in the context of the present

Wärme ansprechende Anzeige- oder Kontrollvorrich- Erfindung eine thermoelektrische Kombination her-Heat-sensitive display or control device invention a thermoelectric combination.

tungen verwenden, welche in der Lage sind, mit stellen, welche eine hohe elektrische Energie liefert,use services that are able to provide high electrical energy with,

beachtlicher Spannung ein Anzeigesignal zu liefern dann muß man darauf achten, daß das Lithium-considerable voltage to deliver a display signal then one must ensure that the lithium

und/oder mit beträehtlicher elektrischer Energie eine 55 metall nicht bis zu einem vollständig oxydierten Zu-and / or with considerable electrical energy a 55 metal not completely oxidized

Reguliervorrichtung zu betätigen. stand »totgebrannt« wird, d.h. bis zu einem der-To operate regulating device. stand is "burned to death", i.e. up to one of the

Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Her- artigen Zustand, bei welchem kein metallisches Li-The invention also relates to a method for producing a state in which no metallic line

stellung der erfindurigsgemäßen Thermoelemente. thium mehr vorhanden ist. Es ist jedoch darauf hin-position of the thermocouples according to the invention. thium is more present. However, it is

Die für das erfindungsgemäße Thermoelement in zuweisen, daß auch die totgebrannten Stoffe durch-For the thermocouple according to the invention in assign that the dead burned substances through-

Frage kommenden Lithiumverbindungen sind Li- 60 aus noch zur Erzeugung einer Spannung brauchbarLithium compounds in question can still be used from Li-60 to generate a voltage

thiumoxyd, Lithiumhydroxyd, Lithiumnitrid, Li- sind, allerdings nur mit einer wesentlich geringerenthium oxide, lithium hydroxide, lithium nitride, Li are, but only with a much lower level

thiumcarbonat, Lithiumorthophosphat, Lithiummeta- Stromausbeute, als dies bei Kombinationen mit nurthium carbonate, lithium orthophosphate, lithium meta- current efficiency than this with combinations with only

borat, Litbiumsilikate sowie Gemische aus zwei oder teilweise verbranntem Lithiummetall der Fall ist.borate, lithium silicates and mixtures of two or partially burned lithium metal is the case.

mehreren dieser Verbindungen. Beispielsweise korn- In der Zeichnung sind einige bevorzugte Aus-several of these connections. For example, some preferred shapes are shown in the drawing

men auch Produkte in Frage, welche dadurch erhal- 65 führungsformen der vorliegenden Erfindung dar-there are also products in question, which thereby represent embodiments of the present invention.

ten werden, daß Lithiummetall in Luft oder in Sauer- gestellt.That lithium metal is placed in air or in acid.

stoff vollständig oder praktisch vollständig verbrannt F i g. 1 zeigt in schematischer Weise eine derartigesubstance completely or practically completely burned F i g. 1 shows one such in a schematic manner

wird, wobei anscheinend Gemische aus Lithiumcar- Ausführungsform;is, apparently mixtures of Lithiumcar embodiment;

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F i g. 2 gibt ebenfalls schematisch eine andere in gleicher Weise wie die obengenannten zur Betäti-F i g. 2 also schematically shows another in the same way as the above for the actuation

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wieder; gung der thermoelektrischen Elemente der ErfindungEmbodiment of the present invention again; generation of the thermoelectric elements of the invention

F i g. 3 veranschaulicht ebenfalls schematisch eine geeignet, beispielsweise Quellen von Abwärme, wieF i g. 3 also schematically illustrates one suitable, for example, sources of waste heat such as

weitere erfindungsgemäße Ausführungsform. Automobilauspuffe und Raketen, ebenso aber auchfurther embodiment according to the invention. Automobile exhausts and missiles, but also

In Fig. 1 der Zeichnung ist schematisch ein Vor- 5 Sonnenlicht.In Fig. 1 of the drawing, a front 5 sunlight is schematically.

gang zur Herstellung einer thermoelektrischen Vor- In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist auf einer richtung unter Anwendung der obenerwähnten Ent- Schicht 30 von Lithiummetall eine Schicht 31 aus zündung dargestellt. Ein hohler Metallzylinder 10 einer Lithiumverbindung angeordnet, welche beienthält thermoelektrisches Material 11, welches ge- spielsweise die halbe Dicke der Schicht des Lithiumgebenenfalls an Ort und Stelle erzeugt werden kann. io metalls aufweisen kann. Dieses Element ist herge-So wird eine Scheibe 12 aus Lithiummetall in der stellt, indem man eine Folie aus Metall entzündet Nähe des Bodens quer in den Zylinder eingesetzt. und dann derart abdeckt, daß sie unter einer stick-Empfehlenswert, aber nicht unerläßlich ist es, eine stoffhaltigen Atmosphäre steht. Elektrische Kontakte Schicht 14 von Magnesiumstaub auf diese Platte zu 32 und 33 sind in die Metallschicht 30 bzw. die Überschütten, um die Entzündung des Lithiums zu for- 15 zugsschicht 31 eingelegt, und diese Kontakte sind dem. Der Magnesiumstaub 14 wird entzündet und ihrerseits mit elektrischen Leitern 37 verbunden. Läßt entzündet seinerseits das Lithium. Dann wird ein in man auf die Überzugsschicht 31 beispielsweise eine der Zeichnung nicht dargestellter Deckel auf das Temperatur von 400° C einwirken, während sich das obere Ende des Zylinders 10 gestülpt, bis der Ver- Lithiummetall ungefähr bei Raumtemperatur befindet brennungsvorgang aufhört. Das auf diese Weise er- ao und zwischen den Schichten 30 und 31 ein erhebhaltene Verbrennungsprodukt wird zu einer zusam- liches Temperaturgefälle entsteht, so wird über das menhängenden Schicht zusammengedrückt, anschlie- stromverbrauchende Element 37 erhebliche Spannung ßend werden neue Platten von Lithiummetall 12 und erhalten bei einem hohen Stromverbrauch innerhalb Schichten von Magnesiumstaub 14 in den Zylinder des Elements 37. In Fällen, wo die atmosphärischen eingebracht, entzündet und nach Beendigung des 25 oder Raumbedingungen der kontinuierlichen Arbeit Brennvorganges zusammengedrückt und der Vor- der thermoelektrischen Elemente der Erfindung ungang fortgesetzt, bis der Zylinder annähernd mit den günstig sind und beispielsweise im Fall einer Kombi-Verbrennungsprodukten gefüllt ist. Nun ordnet man nation mit Lithiumoxyd ihre Lagerbeständigkeit bei eine Elektrode 16, beispielsweise in Gestalt einer Nichtgebrauch verringern, können die thermoelek-Scheibe oder eine Schraubenwindung aus Kupfer, 30 irischen Elemente nach der Erfindung in eine schütin Berührung mit der Oberseite des thermoelektri- zende Kapsel oder ein Gehäuse eingeschlossen werschen Materials 11 an und verbindet die Elektrode den, beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder anderen 16 mit einem elektrischen Leiter 18, während ein Metallen, oder die Elemente können unter einem anderer elektrischer Leiter 20 in der dargestellten inerten Gas, wie Helium, Argon, Stickstoff od. dgl., Weise auf der Außenseite des Zylinders 10 ange- 35 gehalten werden,
ordnet wird. Eine Ausführungsform einer eingekapselten ther-In the embodiment according to FIG. 2, a layer 31 of ignition is shown in one direction using the above-mentioned Ent layer 30 of lithium metal. A hollow metal cylinder 10 of a lithium compound is arranged, which contains thermoelectric material 11, which, for example, half the thickness of the layer of lithium can be produced on the spot. io metals may have. This element is manufactured. A disc 12 made of lithium metal is inserted into the cylinder by igniting a foil of metal near the bottom. and then covers it in such a way that it stands under a stick-Recommended, but not essential, atmosphere. Electrical contacts layer 14 of magnesium dust on this plate to 32 and 33 are laid in the metal layer 30 and the overburden, respectively, in order to ignite the lithium layer 31, and these contacts are the same. The magnesium dust 14 is ignited and in turn connected to electrical conductors 37. In turn, lets the lithium ignite. Then a cover, not shown in the drawing, for example, act on the coating layer 31 at the temperature of 400 ° C. while the upper end of the cylinder 10 is inverted until the lithium metal is approximately at room temperature and the burning process stops. The combustion product obtained in this way and between the layers 30 and 31 will result in a combined temperature gradient, so that the layer is compressed, the subsequent power consuming element 37 and considerable voltage will be given to new plates of lithium metal 12 and 12 at a high power consumption within layers of magnesium dust 14 in the cylinder of the element 37. In cases where the atmospheric brought in, ignited and compressed after completion of the 25 or room conditions of the continuous work burning process and the fore of the thermoelectric elements of the invention continued until the cylinder is approximately filled with those that are cheap and, for example, in the case of a combination combustion products. Now one assigns nation with lithium oxide to reduce its shelf life at an electrode 16, for example in the form of a disuse, the thermoelek disc or a screw winding made of copper, 30 Irish elements according to the invention can be in contact with the top of the thermoelectrifying capsule or capsule encloses a housing of any material 11 and connects the electrode, for example stainless steel or other 16, to an electrical conductor 18, while a metal, or the elements may be under another electrical conductor 20 in the inert gas shown, such as helium, argon , Nitrogen or the like, are held 35 on the outside of the cylinder 10,
is arranged. One embodiment of an encapsulated ther-

In Reihe zwischen den Leitern 18 und 20 kann moelektrischen Einheit ist in F i g. 3 mit dem Bezugsein stromverbrauchendes Element 22 eingeschaltet zeichen 40 bezeichnet. Sie umfaßt eine Scheibe oder werden, wenn man aus der Vorrichtung elektrische Folie 41 aus Lithiummetall, die in Berührung steht Energie gewinnen will. Die ganze Vorrichtung wird 40 und befestigt ist an einer Scheibe oder einer Folie 42 der umgebenden Luft ausgesetzt. Zur Gewinnung aus Metall, wie Kupfer oder Stahl. Die andere Fläche von elektrischer Energie läßt man Wärme auf die der Scheibe 41 trägt im Kontakt eine Schicht 43 aus Vorrichtung einwirken, vorzugsweise von oben her, Lithiumverbindungen, wie Li₂O, die gegen den Zutritt beispielsweise mit Hilfe einer offenen Flamme oder der Atmosphäre empfindlich sind,
eines elektrischen Widerstanddrahtes. Beispielsweise 45 Das Innere der Kapselhülle kann entweder evaerhitzt man die obere Oberfläche der Vorrichtung kuiert oder mit einem inerten Gas, wie Helium, auf etwa 800° C, während der übrige Teil der Raum- Argon, Stickstoff, vorzugsweise aber mit Helium getemperatur ausgesetzt ist. Auf diese Weise erhält man füllt werden. Eine Elektrode oder ein Kontakt 44, bei geöffnetem Stromkreis zwischen den beiden Polen z. B. aus Kupfer oder Stahl, ist auf der Schicht 43 Spannungen von etwa 2,5 V. Wird der Stromkreis so der Lithiumverbindung befestigt und mit einem Leizwischen den Leitern 18 und 20 durch ein geeignetes ter 45 verbunden. An einem Punkt, zweckmäßig in stromverbrauchendes Element 22 geschlossen, so er- der Mitte der Schicht 41 aus Lithiummetall, ist ein zielt man Betriebsspannungen von 1 V bei einem weiterer Leiter 46 befestigt. Zwischen den Leitern Strom von annähernd l,0A. Man kann also unge- 45 und 46 kann ein stromverbrauchendes Element fähr 1 W Leistung aus einer solchen Einheit nach 55 47 eingeschaltet werden. Eine z. B. aus Glas oder der Erfindung gewinnen, wenn der Durchmesser des Kunststoff bestehende Kapselhülse ist an der Scheibe Zylinders etwa 12,5 mm, seine Höhe etwa 18,75 mm oder Platte 42 befestigt und umgibt die aus Lithium- und die Fläche der Elektrode 16 etwa 0,39 cm² mißt. metall bestehende Scheibe oder Platte 41. Die Schicht Die angegebenen Dimensionen sind für diese hohe 43 ist mit der Elektrode oder dem Kontakt 44 verAusbeute aber nicht unerläßlich, sondern der Durch- 60 bunden, an dem der Leiter 45 befestigt ist. Dabei ist messer und die Höhe des Zylinders können kleiner für eine geeignete Durchführung des Leiters 45 durch sein, und auch die Fläche der Elektrode 16 kann die Kapsel 48 Sorge getragen. Die Metallplatte 42 variiert werden. wirkt auch ihrerseits als elektrischer Kontakt und istIn series between conductors 18 and 20 the moelectric unit is shown in FIG. 3 with the reference character 40 denotes a power-consuming element 22 switched on. It comprises a disk or, if one wishes to obtain energy from the device, electrical foil 41 made of lithium metal, which is in contact. The entire device is 40 and attached to a pane or sheet 42 exposed to the surrounding air. For extraction from metal such as copper or steel. The other surface of electrical energy allows heat to act on the disk 41 carries a layer 43 of device in contact, preferably from above, lithium compounds such as Li ₂ O, which are sensitive to access, for example with the help of an open flame or the atmosphere are,
an electrical resistance wire. For example 45 The interior of the capsule shell can either be evaerhitzt the upper surface of the device or with an inert gas such as helium, to about 800 ° C, while the remaining part of the room is exposed to argon, nitrogen, but preferably with helium. In this way one gets to be replenished. An electrode or contact 44, with an open circuit between the two poles, for. B. made of copper or steel, is on the layer 43 voltages of about 2.5 V. If the circuit is attached to the lithium connection and connected with a Leizwischen the conductors 18 and 20 through a suitable ter 45. At one point, expediently closed in the power-consuming element 22, ie the middle of the layer 41 made of lithium metal, an operating voltage of 1 V is attached to a further conductor 46 if an operating voltage of 1 V is aimed at. Approximately 1.0A current between the conductors. 45 and 46, a current-consuming element can be switched on with a power of about 1 W from such a unit according to 55 47. A z. B. from glass or the invention, if the diameter of the existing plastic capsule shell is about 12.5 mm on the disk cylinder, its height about 18.75 mm or plate 42 and surrounds the lithium and the surface of the electrode 16 measures approximately 0.39 cm ^2. Metal disc or plate 41. The layer The dimensions given are for this high 43, but it is not essential to the electrode or contact 44, but rather the through-60 to which the conductor 45 is attached. It is knife and the height of the cylinder can be smaller for a suitable passage of the conductor 45 through, and the surface of the electrode 16 can be taken care of by the capsule 48. The metal plate 42 can be varied. also acts in turn as an electrical contact and is

Es konnte beobachtet werden, daß solche Ein- mit dem Leiter 46 verbunden.It has been observed that such inputs are connected to conductor 46.

heiten 150 Minuten arbeiten, ohne daß ein wesent- 65 Wenn die Metallscheibe 41 erhitzt wird, währendunits work for 150 minutes without a substantial 65 If the metal disk 41 is heated during

licher Abfall der von ihnen gelieferten elektrischen der übrige Teil der beschriebenen thermoelektrischenLicher drop in the electrical supplied by them, the remainder of the described thermoelectric

Leistung zu beobachten ist. Vorrichtung 40 der umgebenden Luft ausgesetztPerformance is observed. Device 40 exposed to the surrounding air

Selbstverständlich sind auch andere Wärmequellen bleibt, entsteht ein Temperaturgefälle zwischen derOf course, other heat sources are also retained, there is a temperature gradient between the

Metallscheibe 41 und der Elektrode und dem Kontakt 44, weil die Schicht aus Lithiumoxyd die von ihr aufgenommene Wärme rasch durch Abstrahlung oder, wenn der Hohlraum unter der Hülle 48 mit Gas gefüllt ist, auch durch Konvektion durch die Schutzhülle 48 hindurch abgibt. Dieses Temperaturgefälle, welches durch die unsymmetrische Erwärmung wie bei den bereits beschriebenen anderen thermoelektrischen Elementen verursacht wird, ergibt erhebliche Ströme, wenn die Leiter 45 und 46 untereinander über das stromverbrauchende Element 47 verbunden sind.Metal disk 41 and the electrode and the contact 44, because the layer of lithium oxide that of its heat absorbed quickly by radiation or when the cavity under the shell 48 with Gas is filled, also emits through the protective sheath 48 by convection. This temperature gradient, which by the asymmetrical heating as with the others already described thermoelectric elements, results in significant currents when the conductors 45 and 46 are connected to one another via the power consuming element 47.

Die wissenschaftliche Theorie der thermoelektrischen Elemente der Erfindung ist noch nicht erschöpfend klar gestellt, so daß es noch offen ist, ob die Elemente thermoelektrische Generatoren im klassischen Sinn darstellen oder ob irgendwelche galvanische oder chemische Erscheinungen für den beschriebenen technischen Effekt des Erfindungsgegenstandes verantwortlich sind oder wenigstens zu diesem beitragen. So ist beispielsweise zwar eine asymmetrische Beheizung erforderlich, um die elektrische Energie in den Ausführungsformen von Fig. 1, 2 und 3 zu erzeugen, aber es ist nicht immer erforderlich, zwischen der Elektrode 16 und dem Zylinder 10 ein großes Temperaturgefälle aufrechtzuerhalten. Es ist möglich, daß zwischen dem thermoelektrischen Material 11 und der umgebenden Atmosphäre und/ oder zwischen dem Lithiummetall und den Lithiumverbindungen irgendeine chemische Reaktion stattfindet. Jedenfalls steht fest, daß nach der Erfindung kleine, kompakte Elemente leichten Gewichts hergestellt werden, welche unter der Einwirkung von Wärme erhebliche elektrische Spannungen und erhebliche elektrische Energiemengen zu erzeugen vermögen. In diesem Sinn ist der Begriff thermoelektrisch im Sinne der vorstehenden Erfindung zu verstehen. The scientific theory of the thermoelectric elements of the invention is not yet exhaustive made clear, so that it is still open whether the elements are thermoelectric generators in the classical Represent meaning or whether there are any galvanic or chemical phenomena for the described technical effect of the subject matter of the invention are responsible or at least for this contribute. For example, asymmetrical heating is required to achieve the electrical To generate energy in the embodiments of Figs. 1, 2 and 3, but it is not always necessary to maintain a large temperature gradient between the electrode 16 and the cylinder 10. It is possible that between the thermoelectric material 11 and the surrounding atmosphere and / or some chemical reaction takes place between the lithium metal and the lithium compounds. In any case, it is clear that according to the invention, small, compact elements are produced that are light in weight which, under the action of heat, generate considerable electrical voltages and considerable able to generate amounts of electrical energy. In this sense the term is thermoelectric to be understood within the meaning of the above invention.

Claims

Claims: 40

1. Thermocouple with one leg made of at least one lithium compound, characterized in that that the first leg (30,41) consists of lithium metal and with one the second Leg-forming layer (31, 43) made of one or more lithium compounds in contact stands.

2. Thermocouple according to claim 1, characterized in that the layer (31, 43) consists of Lithium oxide or a mixture of two or more than two of the compounds lithium oxide, Lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium orthophosphate, lithium metaborate, lithium silicate or lithium nitride.

3. A method for producing a thermocouple according to claim 1 or 2, characterized in that that a mixture of lithium compounds in an organic resinous binder is applied to a sheet of lithium metal and the binder is burned off.

4. A method for producing a thermocouple according to claim 1 or 2, characterized in that that a piece of lithium metal designed in the desired shape is ignited, briefly left to burn in the air and then by covering the air supply is restricted so far that further heating finally takes place essentially in a nitrogen atmosphere and that in the core is still unburnt metallic lithium is retained.

5. A method for producing a thermocouple according to claim 1 or 2, characterized in that that a disc, plate, film or any other desired designed piece made of lithium metal left to stand in the air under normal atmospheric conditions becomes, except for a thin film of lithium compounds on the surface of the metallic lithium body originated.

6. Battery of thermocouples according to spoke 1 or 2, consisting of a hollow Metal cylinder and several metal lithium disks inserted in it, each Carry a layer of lithium compounds on one side, and on the layers electrodes or contacts are arranged from lithium compounds and both connected to them an electrical conductor is connected to the outside of the cylinder.

7. Thermocouple according to claim 1 or 2, consisting of a layer or plate (41) Lithium metal and a layer (43) thereon made of lithium compounds, on which an electrode (44) connected to a lead (45) is attached, as well as from one of a metal and the lithram layer supporting plate (42) and attached to this Protective capsule (48) made of glass or plastic and finally one on the outside of the Metal plate (42) attached conductor (46).

1 sheet of drawings