ЦИНК-ГАЛОИДНЫЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, НАПРИМЕР ЦИНК-ХЛОРНЫЙ Советский патент 1972 года по МПК H01M4/06 H01M12/06 H01M4/96 H01M6/00 H01M12/02 

Известен 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.

Недостатком такого элемента является невозможность его перезарядки и большой саморазряд.

Для обеспечения перезаряжаемости положительный электрод описываемого гальванического элемента выполнен в виде двух соединенных вдоль одной стороны металлических .подложек с нанесенным слоем пористого угля, а подложка отрицательного электрода - :например, из титана, из которого также вылолпены торцевые стенки и перегородка корпуса. Нижний конец положительного электрода соединен с открытым каналом, проходящим поперек электрода. Подложка положительного электрода сверху и с боковых сторон покрыта синтетическим материалом, палример полиэтиленом, и выполнена из титана. На подложку нанесено пленочное покрытие из иолупроводящего материала, например из нитрида. Пористый угольный слой положительного электрода смещав с синтетическим -Материалом, например полиэтиленом, в количестве 5-25%. В качестве же электролита применен раствор хлористого цинка (удельный вес 1,1 -1,25 , 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-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - угольно-металлический электрод, вид слева; на фиг. 4 - цинковый электрод в разрезе; па 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-В на фиг. 5; на фиг. 8 - поперечное сечепие Г - Г на фиг. 7; иа фиг. 9 - сечение Д - Д на фиг. 7; на фиг. 10 - однолинейная схема электрических соединений батареи, включая ее галогенвый газовый контур.

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

На подложку / наносится пористая угольпая масса 3. Электрод покрывается смолистым материалом 4. Обе части электрода соединены сверху пластинкой 5, выполненной , из Вставленные друг в друга и закрепленные опоры 5 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 про- s хода хлора в элементе. Отрицательный электрод 10 (см. фиг. 4) состоит из металлической сетки // подобной той, которая используется в положительном электроде и на которую наносится покрытие ю 12 из цинка, и сепараторов 13 из пластического инертного материала, предпочтительно микропористого, например поливинилхлорида. Элемент (см. фиг. 5-9) включает в себя пакет чередующихся в корпусе 14 угольно-ме- i5 таллических 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 меж- 20 ду электродами 8 и отделены от них сепараторами 13. Перегородки корпуса 18 и 19 уплотнены прокладками 20 в пазах 21 секций 22 и стержнем 23. Внизу корпуса внутренние полости всех электродов 10 соединены газовым 25 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 30 давление газа превышает требуемую величину, оно стравливается через предохранительный клапан 26, трубку 27, вентиляционные отверстия 28 и галогенную адсорбционную камеру 29, которая предотвращает выход ядо- 35 витых газов в атмосферу. Хлор получают в жидкой форме под высоким давлением в цилиндре 30 (см. фиг. 10). Чтобы зарядить батарею, уже - заполненную электролитом, клапан 31 открывается, давая 40 возможность хлору течь через впускное отверстие 23 в крышке корпуса батарей. Затем хлор течет вниз через крайний электрод 5 к газовому каналу 24, откуда он поступает к нижним частям электродов 8 и вытесняет 45 электролит Б пространство между двумя частями электродов 8. Любой излишек хлора на этой стадии, который может быть выделен, выходит из батареи через выпускное отверстие 32 и течет по трубке 33 мимо ультра- 50 фиолетовой лампы 34, которая удаляет водород и другие примеси из хлора. Хлор проходит к сжижающему устройству 35, а затем под давлением назад по трубке 36 к цилиндру 30 с закрытым клапаном 31. Это давление 55 позволяет хлору попасть в цилиндр. Удаление водорода осуществляется превращением его в соляную кислоту, которая затем возвращается по трубопроводу 37 к батарее во входной точке в центре крышки, где она разбавляет электролит. 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 перагоройки кориуса. 2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что нижний конец положительного электрода соединен с открытым каналом, проходящим поперек 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 смещан с синтетическим материалом, например полиэтиленом, в количестве 5-25%. 7. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электролита применен раствор хлористого цинка с удельным весом 1,1- 1,25 г/сяз и рН 2,5-4,0. 8. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что в электролит введена добавка хлористого калия до насыщения.

/f - A

Фиг. 2

Фие.З.

Л

,11

10

fS

12

-13

1

fefS/52(

Фиг.в

50

J Фг/г. 7

Л-Л

/

J8/24 15

° Фиг.9

27

/2В

,31

-е32

-в-в-е-Ъ8,

33

/4

37

S4

35

Фб/г fO