Цинк-галоидный гальванический элемент, например цинк- хлорный

 

357774

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Г

Сома Советских

Сониалистическик

Ресотолик

Зависимый от патента №

М. Кл. Н Olm 21/08

Н 01m 13/00

Заявлено 20.11.1970 (№ 1408511/24-7) Приоритет 21.II.1969, ¹ 9548/69, Великобритания

Опубликовано 31.Х.1972. Бюллетень № ЗЗ

Комитет оо делам иаооретений и открытий ори Совете Министров

СССР ДК 621.355.5.035.2(088.8

Дата опубликования описания 12.1.1973

Автор изобретения

Иностранец

Джонатан Моубрей Дженкинз (Великобритания) Иностранная фирма

«Юнигэит Лимитед» (Великобритания) Заяви. тель

ЦИНК-ГАЛОИДНЬIЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, НАПРИМЕР ЦИНК-ХЛОРНЫЙ

Известен цинк-галоидный гальванический элемент, например цинк-хлорный, содержащий корпус с перегородками, положительный электрод на основе угля, отрицательный электрод в виде подложки, покрытой цинком, S раствор соответствующего галогенида цинка в качестве электролита и емкость с соответствующим галогеном.

Недостатком такого элемента является невозможность его перезарядки и большой са- lo мор азряд.

Для обеспечения перезаряжаемости положительный электрод описываемого гальванического элемента выполнен в виде двух соединенных вдоль одной стороны металлических 1S подложек с нанесенным слоем пористого уг,ля, а подложка отрицательного электрода— например, из титана, из которого также вы:полнены торцевые стенки и перегородка корнуса. Нижний конец положительного электро- 20 .да соединен с открытым каналом, проходя.щим поперек электрода. Подложка положительного электрода сверху и с боковых сторон покрыта синтетическим материалом, например полиэтиленом, и выполнена из тита- 25 на, На подложку. нанесено пленочное покрытие из полупроводящего материала, например из нитрида. Пористый угольный слой положительного электрода смешан с синтетическим материалом, например полиэтиленом, в коли- 30 честве 5 — 25%. В качестве же электролита применен раствор хлористого цинка (удельный вес 1,1 — 1,25 г/см, рН 2,5 — 4,0) с добавкой хлористого калия до насыщения.

На фиг. 1 показан угольно-металлический электрод, используемый в элементе, поперечный разрез; на фиг. 2 — поперечное сечение

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — угольно-металлический электрод, вид слева; на фиг. 4— цинковый электрод в разрезе; на фиг. 5 — перезаряжающаяся цинковая галогенная батарея, вид сверху; на фиг. 6 — частичное горизонтальное сечение Б — Б на фиг. 7 — 9; на фиг. 7 — вертикальное сечение  — В на фиг.5; на фиг. 8 — поперечное сечение à — Г на фиг. 7; на фиг. 9 — сечение Д вЂ” Д на фиг. 7; на фиг. 10 — однолинейная схема электрических соединений батареи, включая ее галогенный газовый контур.

Положительный электрод (см. фиг, 1 — 3) включает в себя титановую либо танталовую, или циркониевую подложки 1 в виде открытой сетки с выступающим участком 2, служаа щим токосъемником.

На подложку наносится пористая угольная масса 8. Электрод покрывается смолистым материалом 4. Обе части электрода соединены сверху пластинкой 5, выполненной „из пластика.

357774

10

Вставленные друг в друга и закрепленные опоры 6 и 7 вместе с пластинкой 5 служат для объединения угольно - металлических электродов 8 в блок. Ниже опор части электрода 8 расходятся, образуя канал 9 для прохода хлора в элементе.

Отрицательный электрод 10 (см. фиг. 4) состоит из металлической сетки 11 подобной той, котор ая используется в положительном электроде и на которую наносится покрытие

12 из цинка, и сепараторов 18 из пластического инертного материала, предпочтительно микропористого, например поливинилхлорида.

Элемент (см. фиг. 5 — 9) включает в себя пакет чередующихся в корпусе 14 угольно-металлических электродов 8 и цинковых электродов 10, погруженных в электролит 15, причем все электроды 8 электрически соединены с наружной клеммой 16, а электроды 10 — с клеммой 17. Электроды 10 расположены между электродами 8 и отделены от них сепараторами 18. Перегородки корпуса 18 и 19 уплотнены прокладками 20 в пазах 21 секций 22 и стержнем 28. Внизу корпуса внутренние полости всех электродов 10 соединены газовым каналом 24, заливаемым электролитом 15, не пропускающим газ.

Учитывая расширение, электролит заливают в корпус таким образом, чтобы между ним и крышкой 25 оставалось пространство. Если давление газа превышает требуемую величину, оно стравливается через предохранительный клапан 26, трубку 27, вентиляционные отверстия 28 и галогенную адсорбционную камеру 29, котор ая предотвр ащает выход ядовитых газов в атмосферу.

Хлор получают в жидкой форме под высоким давлением в цилиндре 80 (см. фиг. 10).

Чтобы зарядить батарею, уже заполненную электролитом, клапан 81 открывается, давая возможность хлору течь через впускное отверстие 28 в крышке корпуса батарей. Затем хлор течет вниз через крайний электрод 8 к газовому каналу 24, откуда он поступает к нижним частям электродов 8 и вытесняет электролит в пространство между двумя частями электродов 8. Любой излишек хлора на этой стадии, который может быть выделен, выходит из батареи через выпускное отверстие 82 и течет по трубке 88 мимо ультрафиолетовой лампы 84, которая удаляет водород и другие примеси из хлора. Хлор проходит к сжижающему устройству 85, а затем под давлением назад по трубке 86 к цилиндру 80 с закрытым клапаном 81. Это давление позволяет хлору попасть в цилиндр. Удаление водорода осуществляется превращением его в

55 соляную кислоту, которая затем возвращается по трубопроводу 87 к батарее во входной точке в центре крышки, где она разбавляет электр олит.

Начальный заряд батареи может быть осуществлен электрически или продуванием хлорного газа через газовый контур элементов. Будучи разряженной, батарея перезаряжается при пропускании электрического, например сетевого, тока, соответствующим образом трансформированного и выпрямленного.

Предмет изобретения

1. Цинк-галоидный гальванический элемент, например цинк-хлорный, содержащий корпус с перегородками, положительный электрод на основе угля, отрицательный электрод в виде подложки, покрытой цинком, раствор соответствующего галогенида цинка в качестве электролита и емкость с соответствующим галогеном, отличающийся тем, что, с целью обеспечения перезаряжаемости, указанный положительный электрод выполнен в виде двух соединенных вдоль одной стороны металлических подложек с нанесенным слоем пористого угля, подложка отрицательного электрода выполнена, например, из титана, из которого также выполнены торцевые стенки .и перегородки кор пу!са.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что нижний конец положительного электрода соединен с открытым каналом, проходящим IIQперек электрода.

3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что подложка положительного электрода сверху и с боковых сторон покрыта синтетическим материалом, например полиэтиленом.

4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что подложка положительного электрода выполнена из титана, 5. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что на подложку нанесено пленочное покрытие из полупроводящего материала, например из нитрида.

6. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что пористый угольный слой положительного электрода смешан с синтетическим материалом, например полиэтиленом, в количестве

5 — 25 о/о °

7. Элемент по и. 1, отличающийся тем, что в качестве электролита применен раствор хлористого цинка с удельным весом 1,1—

1,25 г/см и рН 2,5 — 4,0, 8. Элемент по п. 1„отличающийся тем, что в электролит введена добавка хлористого калия до насыщения.

357774

Б-Б

/4

Фиг 6 в-в

Фиг. о

Фиг. У

27 фиг. f0

Редактор Т. Загребельная

Заказ 4195/15 Изд. № 1696 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр.. Сапунова, 2

/. д 1 Фиг 7

2В А —. 27

Составитель В. Фельдшер

Техред 3. Тараненко Корректор Г. Запорожей