147185. lajstromszámú szabadalom • Eljárás CuCI-Mg rendszerű töltőelem előállítására

Megjelent: 1960. július 1. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.185. SZÁM 21. b. 6—14. OSZTÁLY — TA-495. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás CuCl—Mg rendszerű töltőelem előállítására Távközlési Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: dr. Matók Györgyné, Heincz György oki. vegyészmérnökök és Csorba Lőrinc technikus, budapesti lakosok A bejelentés napja: 1959. április 30. A CuCl—Mg rendszerű töltőelemek olyan elektrokémiai áramforrások, amelyeik alacsony üzemi hőmérsékleten is jól használhatók, de —20 és —70 C° között bizonytalan a (működésük. E találmány olyan eljárás, amelynek alkalmazásává] alacsony hőmérsékleten is üzembiztosan működő töltőelemekel, lehet előállítani. Ismeretes, hogy e töltőele-mck kémiai energiája csak részbein alakul át villamos energiává, másik része reakcióhő alakjában szabadul fel. Ez a rea-kcióhő egyrészt káros, mert csökkenti a hasznos villamos energia mennyiségét, másrészt egyúttal előnyös is, mert alacsony környezeti hőmérsékleteken kiegyenlítheti a környezet 'hűtőhatását. Megállapítottuk, hogy a termelt villamos energia és hőenergia arányát az elektrolitban a depolarizátorból kioldódó fémklorid mennyiségének helyes megválasztásával lehet befolyásolni. A depolarizátor anyaga nagyrészt kuproklorid, de egyéb fémkloridot is tartalmaz, és ennek az utóbbinak kioldásával alkotja a betöltött víz az elem elektrolitját. Ha az elektrolit túl kevés kloridot tartalmaz, a reakcióihő nem képes kiegyenlíteni a környezet hűtőhatását, és. az eleim feszültsége használat köziben rohamosan csökken. Abban az esetben viszont, amikor túlságosan sok kloridot old ki a betöltött víz a depolarizátorból, a hőenergiatermelés nagyon megnövekszik, s a túlságosan felmelegedő elektrolit hamar kiszárad. Ezek szerint az elem bizonytalan működésének az oka mindkét esetben a víziben oldható klorid mennyiségének helytelen megválasztása. Találmányunk szerint a CuCl—Mg rendszerű töltő-eleimben alkalmazandó depolarizátor anyagába annyi fémkloridot kell bevinni, hogy a kész depolarizátor-testfoől a betöltött víz által kioldott fémklorid mennyisége kuprikloridban kifejezve 20 g/l és 50 g/1 között legyen. Az így készített elemek alacsony környezeti hőmérsékleten is üzembiztosan működnek. Ha az elemet —20 és —40 C° között akarjuk használni, a kioldható legkedvezőbb kloridmennyiség alsó és felső határa 20 és 40 g/1, —40 és —70 C° közötti hőmérséklettartományra. viszont ez a két határérték 30 és 50 g/1. Az ilyen depolarizátor nagy fajlagos terhelés esetén is nagy kapacitást biztosít. A depolarizátorba bevitt fémkloridtól megköveteljük, hogy egyrészt az elektrolitot ne tegye lúgossá, másrészt a kationja ne okozzon korróziót az anód on. A bevitel úgy végezhető, hogy a klorid szükséges mennyiségét porított, klór id só alakjában a depolarizátor rnaszszájához keverjük. Eljárhatunk úgy is, hogy a depolarizátor anyagát összeolvasztjuk. Ebben az. utóbbi esetiben a fémkloridot szilárd alakban hozzákeverjük a megolvasztandó kuprokloridhoz vagy esetleg víziben feloldjuk, s az összeolvasztott depolarizátor-testet ezzel az oldattal átitatjuk. Az eljárás néhány lehetséges módját a következő példákkal érzékeltetjük: 1. példa: —20 és —40 C° között alkalmazandó, 0,25 1 vízzel megtö'lthető, CuCl—Mg rendszerű elem depolarizátor-anyagának összeállításához' 5 g porított sztirolt összekeverünk 29 g toluollal, és állandó keverés közben hozzáadunk 62 g kuprokloridot (3% CuCl2-tartalommal) és 4 g káliumkloridot. 2. példa: —40 és —70 C° között felhasználandó, 0,25 1 vízzel rnegtölthető, CuCl—Mg rendszerű elem depolarizátor-anyagának előállításához 4 g porított sztirolt összekeverünk 29 g toluollal és állandó keverés köziben hozzáadunk 57 g kuprokloridot (3% CuCl2-tartalammal), valamint 10 g káliumkloridot. A depolarizátor-test porozitását valamilyen megfelelő adalék beadagolásával javíthatjuk. Ennek egyik lehetséges módja a következő: 3. példa: 4 g porított sztirolt összekeverünk 26 g toluollal és 4 g polivinilalkohollal, majd lassú kevergetés közben hozzáadunk a masszához 62 g kuprokloridot {3% CuCl2-tartalommal) és 4 g káliumkloridot. Ebből a masszából olyan CuCl—Mg