KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 21 (2)
PATENTNI SPIS
INDUSTRISKE SVOJINE
Izdan 1 februara 1933.
BR. 9578
Drumm Battery Company Limited, Dublin, Irska
i ...	.. ^	.	•	'	’	,
Poboljšanja u sekundarnim odnosno akumulatorskim baterijama.
Prijava od 16 jula 1931.	Važi od 1 maja 1932.
Traženo pravo prvenstva od 17 jula 1930 (Engleska).
Ovaj se pronalazak odnosi ha sekundarne ili akumulatorske baterije, odnosno e-lektrične akumulatore, i to ilkročito na cine, u kojima še upotrebljava alkalični e-lektrolit.
Takve alk lične akumulatorske baterije, kako se sada u trgovinama mogli dobiti, imaju mnoge nedostatke između kojih možemo napomenuti sledeče:
a)	Voltaža svake ćelije pri pražnjenju relatjvno je mala (obično okp 1.2 Volti pri pražnjenju na 5 časova) usled čega je potrebno imati veliki broj elemenata, gde god je potrebna relativno visoka voltaža, na pr. 220 volti za vuču.
b)	Upotreba snažnih struja ii cilju »bu-stiranja« (prilikom paralelnog rada sa generatorima) ograničena je na oko tK't Pu-ta normalnu stopu pri punjenju, dok je dužini vremena, pri takvom povlačenju jakih struja, ograiiičena na 5 do 10 minuta, pri čemu se gornja stopa i vreme ograničavaju poglavito naglim porastom temperature u bateriji.
c)	Radi postighučii potpunog pUhjenja baterije potrebno je relativno dugo vreme (približno 5 do 8 časdva), i dok je stopa pražnjenja proporcionalno iliska, približno 4 do 5 časova.
Predmet ovog pronalaska je, da da jednu poboljšanu alkalična akumulatorska bateriju, koja bi bila sposobna, da da relativno mnogo veću voltaža pri pražnjenju i koja ne bi bila ograničena u pogledu uslova punjenja, kao što je lb slučaj sa
sadanjim baterijama. Pronalazak se sastoji u jednoj akumulatorskoj alkaličnoj bateriji, u kojoj je aktivni negativni materijal u glavnom cink, koji se elektrolizom elektrolita taloži na pogodne metain.e površine kao što su nikl ili »monel-metal«, i to u takvom obliku, da se. vrjp iako može ponbva rastvoriti u elektrolitu prilikom pražnjenja tako, da se vlada sasvim rever-ziono.
Dalje odlike ovog pronalaska izneće se u sledečem opisu i biće detaljnije istaknute u priloženim zahtevima.
Pri izvođenju itašeg proli'alaskd u delo na pogodan načiit, mi formiramo svaku ćeliju naše pobcljšaiib akuhiiilhtorške baterije ha taj način, što se priprethi odgovarajući sud od niklovanog čeličpog lima hj od čeličnog lima, koji ne rđa, ili najzad od metalfi poznatog u trgovini pod registrp-vdninl hfiehom »monel-metal«. Taj je stid na pogodan način zavaren ili oksi-acetilen-skim plamenom uz upotrebu odgovarajućeg dodatka, ili pomoću električnog luka u atmosferi vodonika u atomskohi stanju. Taj suđ mora imati potrebne dimenzije i oblik, da bi mogao primiti elektrolit, koji se sastoji od rastvora kaustičrie potaše speci-fičke težine od 1.22 dd 1.25 pri 15° C. Ipak; pre nego što bi se taj elektrolit upotretiio u Ćelijama, u njehiu se prethodno dd za* sićenja rastvara cink-oksid, i khda »e taj rastvor filtrika, treba da ima spetifičkv, težinu iznie'du 1.245 i 1.275 pri 15° C. Različiti oblici pozitivnih ploča ftiogu se upd-
Bih. ib.
trebiti, ali se u svakom slučaju depolari-zirajući materijal sastoji od niklovog oksida ili srebrnog oksida ili od mešavine niklovog oksida i srebrnog oksida. U jednom tipu pozitivnih ploča, čija je izrada već davno poznata u trgovini, nikl-cksid je po mešan sa grafitom, odnosno srebrn oksid se sa grafitom izmeša i takva se mešavina snažno nabije u perforirane niklovane čelične kutijice. Ako se želi, mogu se u kutije unetj i končiči ili mrežica od nikla, da bi se time dala bolja električna sprovod ljivost središnim slojevima ispune u kutiji. Kada su takve niklovane čelične kutijice propisno ispunjene i presavijene, povežu se jedna uz drugu, obrazuju jednu ploču. Krajevi kutijica pritegnu se u niklovan čelični okvir na način, koji je dobro poznat u ovom zanatu. Drugi jedan način izvođenja, koji je također dobro poznat u trgovini, sastoji se u tome, što se načine cilindrične cevčice od perforiranog niklovanog čeličnog lima, od 10 cm dužine i s prečnikom od oko 41/2 do 6 mm. Te cevčice ili cilindri su dalje pojačani sa čeličnim prstenovima, koji su spolja tesno na cevčice navučeni. Cevčice se tada, pošto su spremljene, pune sa nekoliko stotina naizmeničnih slojeva vrlo sitnih niklenih Ijuspica i niklovanog hidrata pomešanog ili ne sa oksidom srebra. Ta ispuna se jako nabije, da bi nikle-ni slojevi imali dobar kontakt sa celim o-bimom niklenog suda. Ako bi se to želelo, nikleni končiči bi se mogli upotrebiti u mesto Ijuspica od nikla, ali se u svakom slučaju im? razumeti, da se bitnost ovog pronalaska ni u koliko ne ograničava na određeni tip pozitivnih ploča, da se i ma koji drugi tip ovih pozitivnih ploča i u ma kojem obliku može upotrebiti.
Svaka od negativnih ploča ili katoda sastoji se u glavnom od mreže od nikla ili monel-metala. Prvi se radije uzima zbog njegove veće električne sprovodljivosti. Ako se pretpostavlja, može se željezna žica odgovarajuće srazmere niklovati i splesti u mrežu. Pretpostavlja se mrežica, pošto daje maksimalnu površinu izloženog metala za određenu jedinicu spoljnog obima, ali je isto tako moguća i upotreba perforirane ploče ili ploče sa rebrastom ili izvijenc'm površinom ili ploče od istegnutog metalnog lima. Kada se ploče izrađuju od mrćžica, najradije se upotrebljava samo jedap sloj mreže načinjene od nikla, monel-metala ili niklovanih čeličnih žica takvog odgovarajućeg tkiva, da se postigne dovoljna krutoća. Vertikalne ivice mrežice su uglavljene u kruti poniklovani čelični okvir. U jednom specijalnom primeru bila je upotrebljena mrežica od niklenih
žica sa 24 okca na 1,5 kvadr. cm i bila je izrađena od žice za potku sa prečnikom od 0,295 mm do 0,274 mm za osnovu sa prečnikom od 0,711 mm.
Baterija izrađena prema ovom pronalasku, osniva svoje dejstvo na činjenici, da se niklene površine moraju tako pripremiti, da se u svakom slučaju omogući zadovoljavajuće taloženje cink-metala iz kon-centrisanog rastvora cinkovog oksida u kaustičnoj potaši. Da bi se niklene površine mrežice pripremile za zadovoljavajuće taloženje cinka potrebno je, da se niklene površine izlože katodičnom razvijanju vo-donika u običnom rastvoru kaustične po-taše za nekoliko sati. Za ovo vreme izgleda da se vrši postepena promena na površini nikla, usled koje se voltaža potrebna za evoluciju vodonika, postepeno povećava do vrednosti, koja je skoro jednaka onoj, koja je potrebna da se cink taloži u alkaličnem rastvoru. Nema sumnje, da objašnjenje ovog delovanja i ove pojave leži u obrazovanju nikl-vodonikove legure na površini metalnog nikla. Prethodna priprema takve podesne niklene površine može iziskivati i trajati skoro 20 časova neprekidne elektrolize, ali se ovaj proces može vrlo mnogo ubrzati, ako se nešto malo cink-oksida rastvori u kaustičnoj potaši, pri čemu se ploče, čim se nešto malo metalnog cinka staloži na niklene površine, potope za nekoliko sekundi u jedan 3%-ni rastvor kalium-merkuri cianida ili kalium-merkuri sulfocianida. Razlog ovom potapanju jeste težnja, da se na niklenim površinama nahvataju tragovi metalne žive. Prilikom izrade i pripreme niklenih površina za normalan rad u akumulatoru, niklene se elektrode mogu zajedno prikupiti sa pozitivnima u kompletan elemenat i prethodno obrazovanje negativnih, kao što je napred bilo opisano, može se izvesti jednovremeno sa izradom pozitivnih. Kao što je poznato, i ove poslednje se moraju prethodno pripremiti i formirati, pa tek posle se mogu u akumulatoru upotrebiti. Za vreme dok se akumulator puni, cink se izdvaja iz rastvora kaustičnog cinkata i taloži se na niklenu negativnu elektrodu u obliku gustog belog cink-metala, koji jq potpuno slobodan od sunderastog ili inače slabo prianjaiućeg cink-metala.
Za vreme pražnjenja, cink se kvantitativno rastvara sa noseće površine, te je na taj način ovaj proces potpuno reverzioni.
Kada se akumulator ispražnjuje preko mere za duže vremenske periode, dodatak aluminium hidrata ili berylium hidrata ili oba vrlo povoljno utiče i nalazimo, da se ovo d davanje može vršiti u količinama
oko 1% po težini elektrolita u slučaju alu-minium hidrata, i oko 0.5% u slučaju be-rylium hidrata. Ove se proporcije mogu menjati, kako se gde bude želelo.
Sa jednom eksperimentalnom baterijom ovako poboljšanog akumulatora dobijem su sledeči rezultati:
Upotrebljene su tri pozitivne ploče kao anode, koje sadrže kao aktivni materijal mešavinu nikl-oksida i grafita, dok je u-kupni kapacitet ploča bio 15 amper-časo-va, a njihova ukupna zajednička težina iznosila je 570 grama. Kao negativne elektrode ili katode upotrebljene su dve ploče od nikiene mreže, koje po veličini i dimenziji odgovaraju pozitivnim pločama tako, da su negativne ploče umetnute između pozitivnih ploča i od njih razdvojene ebonit-nim šipkama, odnosno, separatorima prečnika oko 4.5 mm. Pored toga, spoljni okvir, na koji je mreža rastegnuta, bio je pokriven ili obuhvaćen tesno prianjajućom ebonitncm korom u cilju da se spreči kon-centrisanje prekomernih struja, upotreblje-nih kod punjenja, na noseći okvir negativne elektrode t. j. prekomerno slaganje cinka na tim tačkama. Tečni elektrolit napred pomenutog sastava težio je 750 grama. Kao rezultat jedne probe sa ovom baterijom nađeno je, da je unutrašnji otpor baterije pri pražnjenju u roku od pola sata (kratki spoj) iznosio samo 0.0075 otima, i kada je baterija bila punjena strujom od 40 ampera za vreme od 8 minuta, eleme-nat je imao kapacitet od 5 amper časova, a srednja voltaža pri pražnjenju strujom od 10 ampera iznosila je 1.65 volti. Porast temperature u bateriji posle 12 besprekidnih ciklusa punjenja strujom od 40 ampera za vreme od 8 minuta sa neposredno sledujućim pražnjenjem od 10 ampera za vreme od 30 minuta, iznosio je samo 6° do 7° C, dok je pri pražnjenju slabijom strujom temperatura bila mnogo manja.
Gde je poirebno, da se sagradi baterija izuzetno velike ćelije, vidiće se, da je površina zračenja proporcionalno manja i prema teme biće potrebno, da se predvidi hlađenje naročitim ventilatorom odnosno moraće se predvideti srazmerno manja struja pri punjenju. Nikako se ne smatra za p godno, da se dopusti, da temperatura ovako poboljšanog akumulatora pređe 35° C.
Govoreći uopšte, baterija u smislu ovog pronalaska se može izraditi, da bude vrlo malog unutarnjeg otpora za brza punjenja ili većeg kapaciteta, većeg unutarnjeg otpora sa proporcionalno nižim punećim strujama prema sledećoj tabeli:
•2.	
oj —■	.5.
> &	S.Š
	2 C/5
8 minuta	Velika
20 minuta	Velika
40 minuta	Niža
	£ §3	■£5	
	ii#	Se	tc
	“2? 5		
			1
2.5 wt. čas.		95	75
6	wt. čas.	93	70
9	wt. čas.	90	65
Polovi naše poboljšane akumulatorske baterije sastoje se od naročitog prečišćenog gvožda visoke električne sprovođlji-vosti. Ako se želi, sredina tih gvozdenih polova se može izbušiti i u njemu zavojnice urezati i u iste uvrtiti bakarni polovi, čime se postiže veća sprovodljivost pola a istovremeno se i bakar zaštićuje od dodira sa elektrolitom. Kao dalja sigurnost protiv pogrešnoga dodira površina bakra i gvožda, poželjno je, da se i bakarni i gvozdeni delovi kalajišu, pa da se bakarni završetak uvrti u gvozdene krajeve, kada se i jedan i drugi nalaze na temperaturi od približno 250° C za vreme te operacije.
Gde se upotrebljava takva pozitivna pio ča, u kojoj je grafit izmešan sa nikl-oksi-dom ili oksidom srebra, postaje potrebno, da se preduzmu mere za sprečavanje prekomerne voltaže između gornjih i donjih delova t akvih ploča prilikom upotrebe vrlo snažnih struja. Razlog tome leži u činjenici, da se najveći deo struje pronosi duž vertikalnih rešetki, pa ako su ove sagrađene od tankog gvozdenog lima, dt'vaće suviše veliki omski otpor i rezultat toga bio bi, da bi pri radu vrlo snažnih prazne-ćih i punećih struja najveći deo struje bio upućivan prema gornjim delovima ploča, te bi se na vrhovima pozitiva javljale prekomerne guste struje i prekomerni elek-tro-hemiski naperi. Jedan zadovoljavajući način za popravku tih nezgoda u napred pomenutc m tipu pozitivne ploče je na prvom mestu taj, da se upotrebi vrlo čisto i jako sprovodljivo gvožđe za izradu rešetke (okvira) i da se taj okvir obloži sa nik-lovanim srebrnim pantljikama takvog preseka i debljine, da se otpor rešetke (okvira) svede na željenu meru. Ipak, se najradije upotrebljava uobičajeni tip već opisanih pozitiva, gde god je to moguće, pošto se kod tog tipa pozitiva cevi postavljaju vertikalno u okvir ploče, te se time u njima povećava provodljivost ploče.
U cilju zadovoljavajućeg rada potrebno je, da se gornji delovi ploča održavaju približno na 2.5 cm iznad površine elektrolita, da bi se time sprečilo slaeanje cinka na gvozdenim vezačima, koji sačinjavaju gornje delove na pločama. U mesto toga, gornji delovi ploča mogu se prevući pogodnim izolujućim materijalom.
Isto tako potrebno je, da se ostavi razmak od približno 2.5 cm između donjeg dela ploča i dna suda, u kome se baterija nalazi.
Poboljšani oblik alkaličncg akumulatora izrađen prema ovom pronalasku naročito je pogodan za upotrebu u cilju vuče, ali se ni u koliko samo na to ne ograničava, pošto se može upotrebiti uopšte za sve svrhe, u koje se upotrebljavaju i ostale sekundarne baterije odnosno akumulatori.
Patentni zahtevi:
1.	Alkalična akumulatorska baterija, naznačena tifne, da se aktivni negativni materijal u njoj sastoji od cinka taloženog elektrolitom na nosačkoj ploči, koja ima glatku čistu površinu od nikla ili monel-metala.
2.	Alkalična akumulatorska baterija* u koje j se kao aktivni negativni materijal u-potrebljava cinlf taje žen, iz alkaličnog e-lektrolita, naznačena time, što za naslage cinka ima nosačku ploču, čija ge glatka j: vršina sastoji od nikla ili monel-mctala p dvrgnutog prethodnom elek rolitičnom postupanju.
3.	Ajkaljčna akumulatorska baterija prema zahtegu I ili 2, naznočena time, da se njena negativna ploča, na kojoj je naslagan cink, sastoji od niklpvanog metala.
4.	Alkalična akumulatorska baterija naznačena time, da se kao elektrolit upotrebljava kaus‘i>čni rastvor potaše, u kojem je rastvoren cinkov oHsid uz dodatak ili bez dodatka malih količina, aluminiumovog hidrata, berilijumovog hidrata ili oba ta hidrata i odakle se cink kao aktivni negativni materijal taloži na glatku nosačku površi-
nu obrazovanu od nikla, monel-metala ili niklovancg metala.
5.	Alkalična akumulatorska baterija prema ma kojem od prethodnih zahteva, naznačena time, da je negativna ploča izvedena u obliku .mrežaste perforirane ploče ili istegnutog metala.
6.	Alkalična akumulatorska baterija prema pat. zahtevu 1, naznačena time, da je površina negativne elektrode podvrgnuta katedičnom razvijanju hidrogena u običnoj kaustičnoj potaši za vreme odgovarajućeg perioda, koji može biti od dvadeset ili više časova.
7.	Alkalična akumulatorska baterija prema zahtevu 6, naznačena time, da se cinkov oksid rastvara u rastvoru kaustične potaše tako, da se time ubrzava prethodna obrada p vršiiie negativne elektrode.
8.	Alkalična akumulatorska baterija po ma k( jem cd prethodnih zahteva, naznačena time, što se polovi sastoje od stvarnog čistog gvežđa velike električne pro-vodljivosti.
9i Alkalična akumulatorska baterija po zahtevu 8, naznačena time, da su polovi prebušeni i rascepljeni, da se u iste mogu uglaviti bakarni polovi, koji povećavaju provodijivost, a zaštićeni su na taj način od dodira sa elektrolitom.
10. Alkalična akumulatorska baterija po ma k jem od prethodnih zahteva, naznačena time, što su rešetke pozitivnih i/ili ne. gativnih ploča obuhvaćene niklovanom srebrnom trakom ili drugim kakvim odgovarajućim provodnikom u cil ju, da se spre-čj prevelik pad voltaže između vrha i dna ploča, kad se upotrebe jake struje.