91256. lajstromszámú szabadalom • Elektromos batteriákban használandó diafragma
- 2 — vetlen mérések és vizsgálódások azt mutatták, liogy az aktív anyag valamenynyi negatív elektródában (ha a két szélső elektródát egynek vesszük) egészben 74 5 cm3 savat vesz fel, valamennyi pozitív elektródában pedig 68.5 cm3 savat, miután ezek az elektródák hosszabb ideig a folyadékban állottak. Továbbá, hogy az oldat egész mennyisége az elektródák 10 közt, melyek, mint fent említettük, 2.4 mm távolságban vannak egymástól, ha separátorokat nem használunk, csak 386.4 cm3 -t tesz ki és hogy ez a mennyiség, ha a nélkülözhetetlen separátorokat iktatjuk 15 az elektródák közé, 90—150 cm3 -rel csökken. A szóban forgó battéria nem szolgáltathat tehát 60 Ampéróra-áramot, ha az elektródák felett és alatt lévő sav is nem 20 juttat az elektródákhoz kénsavat, mely kénsav a chémiai reakció véghezviteléhez szükséges. Meg kell még közelebbről vizsgálnunk, hogy miképen jut a sav a jelenlegi akku-25 mulátorokban az elektródákhoz és hogy inilyen befolyással van az, a battéria feszültségére, Ampéróra- és Wattórakapaciregenerálódási sebességére stb. Az akkumulátorban valamennyi ché-30 miai reakció a savnak az elektródák szilárd részeivel, azaz a szivacsos ólommal és az ólomsuperoxiddal, valamint a sziláid halmazállapotú ólomsulfáttal való érintkezési felületén következik be. A szi-35 vacsos ólom és az ólomsuperoxid likacsaiban foglalt sav, valamint az elektródákkal közvetlen érintkezésben lévő sav az első, mely a chémiai reakciókban részt vesz, miniellett ez a sav a kisütéskor job-40 ban hígíttatik és a töltéskor jobban koncentrálódik, mint az a sav, mely távolabb van az elektródáktól. A diffusió tehát, a kisütéskor, a H2 S 04 -et az elektródák közt lévő jobban koncentrált savból, mely tá-45 volabb van az elektródák felületétől, ezen felülethez, valamint az elektródák aktív anyagának likacsaihoz vezeti, viszont a töltéskor az elektródáktól és az aktív anyag belsejéből ama savrétegekhez ve-50 sieti vissza, melyek távolabb vannak az elektródák felületétől. Minthogy a diffusió, mint ismeretes, igen lassú folyamat, ezért a kénsavat H2 S04 -et nem képes ugyanolyan gyorsan vezetni az elektró-55 dákhoz vagy elvezetni azoktól, mint ahogy az elektromos áram vezeti el a savat az elektródáktól, ill. vezeti azt azokhoz. Ezért a sav koncentrációja az elektródafelületeken és az aktív anyag belsejében, a kisütéskor, tetemes mértékben 60 csökken, a töltéskor pedig tetemes mértékben nő, és pedig annál jobban, minél nagyobb a töltő vagy a kisütő áram sűrűsége. A kisütéskor tehát, amikor a battéria energiáját a lehető legjobban kíván- 65 juk kihasználni, a battéria elektromotoros ereje és vele az Ampéróra-, valamint a Wattorakapacitás, az elektródafelületekben és az aktív anyagon belül a koncentráció csökkenésével, tetemesen csök- 70 ken, és pedig annál jobban, minél nagyobb a használt áram sűrűsége. Ugyanez okból regenerálódik a cella, miután azt 1.8 Volt feszültségig kisütöttük, ha bizonyos ideig állott és így a kénsavnak ele- 75 gendő ideje volt, hogy diffusió útján ismét az elektródafelületekhez és az aktív anyag belsejébe jusson, úgyhogy feszültsége újból nő és így újabb Ampérórákat szolgáltat anélkül, hogy a battériát újból 8( feltöltetni kellett volna. Egy szóval: valamennyi fontos tényező, melyektől az akkumulátor használhatósága függ, tehát: feszültsége, Ampérórakapacitása, Wattórakapacitása, regenerá- 8c lódási sebessége, az áramsűrűség nagyobbodásával Ampérórakapacitásának stb. csökkenése, feszültsége, Ampérórakapacitása, Wattórakapacitása stb. regenerálódása után a második, harmadik stb. ki- 9( sütéskor s. i. t., mind az aktív anyag likacsaiban és az elektródák felületén lévő sav koncentrációjától függ, mind azzal a sebességgel függ össze, mellyel az akkumulátorban az összes sav H2 S04 -tartalma, 9: a diffusió folytán, az elektródák felületéhez vezettetik. Az az energia tehát, melyet az akkumulátorokból jelenleg kitermelnek, tetemesen kevesebb, mint amenynyit az elektródák aktív anyagában és az K akkumulátorban lévő savban foglalt energia összmennyiségénél kikapni lehetne, ha az eddiginél racionálisabb módon használnék ki a savat. Töltéskor a jelenségek mások. Addig, i( míg a gázfejlődés meg nem indul, itt is a diffusió szabályozza a H2 S 04 elvezetését az aktív anyag likacsaiban lévő savból és az elektródákkal érintkezésben álló savból az elektródák közt lévő savrétegek- u liez, melyek távolabb vannak az elektródafelületektől. A gázfejlődés az akkumulátorban kb. 2.3 Volt feszültségnél indul meg, amikor is hidrogén és oxigén válik ki. melyek az elektródák közt az ol- i: datot hatásosan megkeverik és az elektródák felületéig homogénné teszik. Csak az aktív anyag likacsaiban lévő sav nem
