DE2056913C3 - Electrochemical cell with fluoride solid electrolytes - Google Patents
Electrochemical cell with fluoride solid electrolytesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft elektrochemische Zellen und Bestandteile für dieselben, insbesondere für Sauerstoffühler und Stromquellen, die mit festen Elektrolyten arbeiten.The invention relates to electrochemical cells and components therefor, in particular for oxygen sensors and power sources that use solid electrolytes.
Obwohl die Verwendung von festen Elektrolyten in elektrochemischen Zellen die wirtschaftliche Herstellung von Stromquellen, Batterien und ähnlichen Vorrichtungen von verbesserter baulicher Robustheit, Genauigkeit und Leistungsfähigkeit, z. B. die Vermeidung der Gasentwicklung usw., ermöglicht hat, ist die Auffindung verträglicher Bestandteile für Zellenanode, Elektrolyt und Kathode wesentlich schwieriger geworden, als es bei den früher bekannten Zellen der Fall war, die mit flüssigen oder halbflüssigen Elektrolyten arbeiten.Although the use of solid electrolytes in electrochemical cells is economical to manufacture of power sources, batteries and similar devices of improved structural robustness, Accuracy and efficiency, e.g. B. has made it possible to avoid the development of gas etc. Finding compatible components for the cell anode, electrolyte and cathode is much more difficult than was the case with the cells known earlier, those with liquid or semi-liquid Electrolytes work.
Abgesehen davon, ergibt sich eine weitere Schwierigkeit hinsichtlich der Ausbildung fester Elektrolytzellen für besondere Anwendungszwecke. So sind bei der Ausbildung einer elektrochemischen Zelle mit Sauerstoffühlvermögen Zellen entwickelt worden, die mit verschiedenen flüssigen Elektrolyten arbeiten, wie es z. B. in der USA.-Patentschrift £913 386 beschrieben ist. Charakteristisch für solche Fühlzellen ist es, daß ihr Elektrolyt, abgesehen von anderen Eigenschaften, die solchen wäßrigen Elektrolyten gemeinsam sind, die Fähigkeit einer praktisch vollständigen Ionendissoziation aufweist, wodurch die Sauerstoffionen, die sich in der Zelle aus dem Sauerstoff der Umgebung bilden, Beweglichkeit erlangen. Wenn man in solchen Fühlerzellen feste Elektrolyte verwenden könnte, wäre es möglich, sie in Miniaturgröße und robust herzustellen; feste Elektrolyte erleiden aber nur eine sehr geringe Dissoziation, und es gibt viele Elektrolyte mit Gitterstrukturmerkmalen, die die Beweglichkeit der Sauerstoffanionen praktisch vollständig ausschließen.Apart from this, there is another difficulty in forming solid electrolyte cells for special purposes. So are involved in the formation of an electrochemical cell Oxygen sensing cells have been developed that work with various liquid electrolytes, such as it z. B. in U.S. Patent £ 913,386 is. It is characteristic of such sensor cells that their electrolyte, apart from other properties, the common feature of such aqueous electrolytes is the ability to be practically complete Has ion dissociation, which removes the oxygen ions that are in the cell from the oxygen of the Forming an environment, gaining flexibility. If you use solid electrolytes in such sensor cells it would be possible to make them miniature size and robust; but solid electrolytes suffer very little dissociation, and there are many electrolytes with lattice structural features that have the Virtually exclude mobility of the oxygen anions.
Bei der obengenannten Anwendungsart der Zelle, wie bei der ZeIe gemäß der USA.-Patentschrift 2 913 386 und ähnlichen Fühlerzellen, wird die Erregerspannung von einer äußeren Stromquelle, z. B. einer Batterie, geliefert, woraus sich Nachteile hinsichtlich der Kosten und der Größe ergeben. Dieser Zustand führt, zusätzlich zu dem Erfordernis der Verträglichkeit der Bestandteile und der Ionenbeweglichkeit, zu einem Bedürfnis nach einer sich selbst unterhaltenden Zelle auf der Basis eines festen Elektrolyten zur Messung der Sauerstoffkonzentration in der Um-In the above-mentioned type of application of the cell, as in the cell according to the United States patent 2 913 386 and similar sensor cells, the excitation voltage is supplied by an external power source, e.g. B. a battery, which has disadvantages in terms of cost and size. This State leads, in addition to the requirement of the compatibility of the constituents and the ion mobility, to a need for a self-sustaining cell based on a solid electrolyte for measuring the oxygen concentration in the
gebung und ferner zu einem Bedürfnis nach einer stromerzeugenden Zelle.and a need for a power generating cell.
Ein anderes Anwendungsgebiet, auf dem ein Bedürfnis nach elektrochemischen Zellen mit festem Elektrolyten besteht, sind die auf die Umgebung an-Another field of application in which there is a need for electrochemical cells with solid Electrolytes, are those that affect the environment
sprechenden Stromquellen, wie die »Inter-Vivos-Stromquellen«, die von besonderer Bedeutung auf dem Gebiet der biomedizinischen Elektronik sind. Im Gegensatz zu der Fühlerzelle gemäß der USA.-Patentschrift 2 913 386, die im Endeffekt eine äußeretalking power sources, such as the »Inter-Vivos power sources«, which are of particular importance in the field of biomedical electronics. In contrast to the sensor cell according to US Pat. No. 2,913,386, which is ultimately an external
»ο Stromquelle so moduliert, daß ein anzeigender Strommesser entsprechend der Sauerstoffkonzentration in der Umgebung erregt wird, ist die Inter-Vivos-Stromquelle für die direkte intravenöse Anordnung bestimmt und liefert ohne Mitwirkung einer äußeren Stromquelle eine geringe Strommenge, wobei sie durch den von dem Blut transportierten Sauerstoff gespeist wird.»Ο Power source modulated so that an indicating Ammeter is energized according to the oxygen concentration in the area, is the Inter-Vivos power source Intended for the direct intravenous arrangement and delivers without the involvement of an external Power source a small amount of electricity, being fed by the oxygen carried by the blood will.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer elektrochemischen Zelle, die sich für die obengenannten Anwendungszwecke eignet und verträgliche Bestandteile einschließlich eines festen Elektrolyten aufweist, in dem die Sauerstoffanionen einen hohen Grad von Beweglichkeit besitzen.The object of the invention consists in an electrochemical cell which can be used for the purposes mentioned above suitable and has compatible ingredients including a solid electrolyte, in which the oxygen anions have a high degree of mobility.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elektrolyt aus einem festen Fluorid der Seltenen Erden in Form einer dünnen Folie und die Anode aus einem Metall besteht, das beständige Fluoride bildet.According to the invention, this object is achieved in that the electrolyte consists of a solid fluoride Rare earths in the form of a thin foil and the anode consists of a metal that is resistant Forms fluoride.
Vorzugsweise besteht der Elektrolyt aus Lanthanfluorid, Praseodymfluorid oder Neodymfluorid.The electrolyte preferably consists of lanthanum fluoride, praseodymium fluoride or neodymium fluoride.
Die Anode und die Kathode bestehen ferner vorzugsweise aus unähnlichen Metallen. Je nach den Austrittsarbeiten der für die Kathode und die Anode gewählten Metalle kann die Zelle eine stromerzeugende Zelle sein oder nicht. Ist die elektrochemische Zelle eine stromerzeugende Zelle, so stellt die Kathode sinngemäß die positive Elektrode und die Anode die negative Elektrode dar. Wenn die Zelle in ein für Sauerstoff undurchlässiges Schutzgehäuse eingeschlossen und ■ iromerzeugend ist, kann sie als Batterie verwendet werden.The anode and the cathode are also preferably made of dissimilar metals. Depending on the Work functions of the metals chosen for the cathode and the anode can make the cell a current-generating one To be a cell or not. If the electrochemical cell is a power-generating cell, the cathode represents correspondingly the positive electrode and the anode the negative electrode. If the cell Enclosed in a protective housing that is impermeable to oxygen and is ■ iron-generating, it can be used as Battery can be used.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Anode aus einem Metall, das auch beständige Oxide bildet. Wenn die Zelle der Einwirkung des Umgebungs-Sauerstoffs ausgesetzt wird und stromerzeugend ist, kann sie entweder als auf die Umgebung ansprechende Stromquelle oder als sich selbst unterhaltender Sauerstoffühler verwendet werden. Wenn die Zelle der Einwirkung des Umgebungs-Sauerstoffs ausgesetzt wird und nicht stromerzeugend ist, kann sie in Verbindung mit einer äußeren Stromquelle als Sauerstoffühler verwendet werden. Wenn die Zellenbestandteile bei der Anwendung der Zelle als Stromquelle oder als Sauerstofffühler durch die Einwirkung der Umgebung beeinträchtigt werden, wird die Zelle in ein für Sauerstoff durchlässiges Schutzgehäuse eingeschlossen.In a preferred embodiment of the invention, the anode consists of a metal that is also forms stable oxides. When the cell is exposed to ambient oxygen and generates electricity, it can either act as a source of electricity that is responsive to the environment or as itself self-maintaining oxygen sensors can be used. When the cell is exposed to ambient oxygen exposed and not generating electricity, it can be used as an oxygen sensor in conjunction with an external power source will. When the cell components when using the cell as a power source or as an oxygen sensor Being adversely affected by the action of the environment, the cell turns into a for oxygen Permeable protective housing included.
Vorzugsweise bestehen die Anode und die KathodePreferably there is the anode and the cathode
^uitrit^ uitrit
■ If■ If
aus Metallen mit derartigen Aultrittsarbeiten, daß wahren und einen direkten Kurzschluß zwischen denMade of metals with such emergence work that true and a direct short circuit between the
sich zwischen den Elektroden eine Leerlaufpotential- Filmen 12 und 16 zu verhindern, befindet sich überTo prevent an open circuit potential films 12 and 16 between the electrodes is located above
differenz von mindestens 0,2 V ausbildet. dem anodischen Filmstreifen 12 a und dem Träger 10difference of at least 0.2 V. the anodic film strip 12 a and the carrier 10
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf eine Isolierschicht 20, die den Streifen 12 a einschließtTo further explain the invention, an insulating layer 20 which includes the strip 12 a
die Zeichnungen Bezug genommen. 5 und ihn elektrisch von den Filmen 14 und 16 isoliert.Reference is made to the drawings. 5 and electrically isolates it from films 14 and 16.
Fig. 1 ist eine Draufsieht auf eine bevorzugte Eine elektrische Verbindung zu dem Kathnden-Fig. 1 is a plan view of a preferred electrical connection to the cathode
Ausführungsform einer erfindungsgemäß gebauten film 16 wird durch den Streifen 16a und den An-Embodiment of a film 16 built according to the invention is represented by the strip 16a and the
ZeUe; . schlußpol 166 hergestellt. Da der Streifen 16 a ausZeUe; . final pole 166 made. Since the strip 16 a
Fig. 2 ist ein Schnitt mch der Linie H-II der der Zelle herausragt, kommt er nur mit dem isolie-Fig. 2 is a section mch the line H-II that protrudes from the cell, it comes only with the isolating
Fig- 1; ίο renden Film 18 und dem isolierenden Träger 10 inFig- 1; ίο generating film 18 and the insulating support 10 in
F i g. 3 ist ein Teilschnitt nach der Linie IH-III der Berührung. Da kein elektrischer Kontakt mit denF i g. 3 is a partial section along line IH-III of the contact. Since there is no electrical contact with the
F i g. 1; darunterliegenden, eingeschlossenen Filmen 12 undF i g. 1; underlying included films 12 and
F i g. 4 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausfüh- 14 zustande kommt, ist in Verbindung mit dem Strei-F i g. 4 is a plan view of another embodiment 14 is made in connection with the strip
rung^form einer gemäß der Erfindung gebauten Zelle; fen 16a kein Isolierorgan erforderlich.tion ^ form of a cell built according to the invention; fen 16a no isolating element required.
Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der 15 Zur Herstellung der in Fig. 1 bis 3 abgebildetenFigure 5 is a section on line V-V of Figure 15 for making those shown in Figures 1-3
Fig.4; Zelle werden die verschiedenen Filme im VakuumFig. 4; Cell are the various films in a vacuum
Fig. 6 ;st eine Draufsicht auf eine weitere Ausfüh- durch entsprechende Masken hindurch auf den Trä-Fig. 6 ; is a top view of a further execution through corresponding masks on the carrier
rungsform einer gemäß der Erfindung gebauten Zelle; ger 10 aufgedampft Zum Beispiel wird eine glasierteApproximate form of a cell built according to the invention; ger 10 vapor-deposited For example, a glazed
F i g. 7 ist eine schematische Darstellung einej Aluminiumoxidplatte von 0,8 mm Dicke, die eine Vorrichtung zur Bestimmung der Sauerstoffkonzen- ao Glasur aus Borsilicat (743) trägt, zusammen mit Vertration, die mit Zellen gemäß der Erfindung arbeitet; dampfungsbooten, in denen sich die einzelnen Be-F i g. Fig. 7 is a schematic representation of a 0.8 mm thick alumina plate which is a Device for determining the oxygen concentration - ao glaze made of borosilicate (743) carries, together with vertebration, which works with cells according to the invention; steam boats, in which the individual
F i g. 8, 9 und 10 sind Diagra^ime der Leistungs- standteile für die Fühlerfilme befinden, in eine Va-F i g. 8, 9 and 10 are diagrams of the performance components for the sensor films, in a var
charakteristiken von auf die Umgebung ansprechen- kuumbedampfungskammer eingebracht. Der Trägercharacteristics of the environment responding vacuum evaporation chamber introduced. The carrier
den Stromquellen mit Zellen gemäß der Erfindung; wird selektiv mittels eines Drehtisches oder Karusselsthe current sources with cells according to the invention; becomes selective by means of a turntable or carousel
Fig. 11, 12 und 13 sind Diagramme von Lei- 35 in die Zielstellung über den betreffenden Booten ge-11, 12 and 13 are diagrams of lines 35 in the target position above the boats in question.
stungscharakteristiken von Batterien, die mit Zellen bracht. Zwischen den Booten und dem Bedampfungs-Performance characteristics of batteries brought with cells. Between the boats and the steam
gemäß der Erfindung arbeiten. ziel sind Bedampfungsmasken auf einem zweiten Ka-work according to the invention. the goal is vaporization masks on a second
Zunächst sollen der Zellenaufbau und die bevor- rüssel angeordnet, welches so angehoben werdenFirst of all, the cell structure and the proboscis are to be arranged, which are then lifted
zugte Herstellungsmethode erläutert werden. Danach kann, daß die betreffende Maske mit dem Träger inThe manufacturing method used will be explained. Thereafter, that the mask in question with the wearer in
werden die elektrochemischen Vorgänge erörtert, die 30 Berührung kommt. Die Kammer wird mit Hilfe einerthe electrochemical processes involved in contact are discussed. The chamber is made with the help of a
sich vermutlich beim Betrieb der Zelle abspielen, wo- Ionenabsorptionspumpe auf 2,5 · 10~8 Torr evakuiert,presumably take place during the operation of the cell, where- ion absorption pump evacuates to 2.5 · 10 ~ 8 torr,
bei besonders auf die obengenannten Anwendungs- und während der Bedampfung wird der Druck aufin particular on the above-mentioned application and during steaming, the pressure is on
arten Bezug genommen wird. Anschließend werden 2 bis 4 · 10~7Torr gehalten. Der Träger wird aufspecies is referred to. Then, 2 to 4 x 10 -7 Torr is maintained. The carrier is on
Beispiele für die Anwendung der Zelle gegeben. über 125° C erhitzt, um Wasser und andere adsor-Examples for the application of the cell are given. heated above 125 ° C to remove water and other adsorbents
Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte bauliche An- 35 bierte Verunreinigungen abzutreiben. Dann wird die
Ordnung der elektrochemischen Zelle weist einen iso- Anodenfilmbedampfungsmaske durch Anheben zum
lierenden Träger 10, einen dünnen Film aus Anoden- Anliegen gegen den Träger gebracht und das Boot
metall 12 über dem Träger, einen dünnen Film aus mit dem Anodenfilmmaterial in Paßstellung mit dem
festem Elektrolyten 14 über dem anodischen Film Träger und der Maske verschoben. Hierauf wird das
und dem Träger und einen dünnen Film aus Katho- 40 Material mit Hilfe eines zuvor bestimmten und auf
denmetall 16 über dem Elektrolyten und dem Träger eine hinreichend schnelle Verdampfung eingestellten
auf. Der dünne Film 18 liegt über dem kathodischen Stromes erhitzt, wobei die Verdampfungsgeschwin-FiIm
und dem Träger. Der Film 18 kann je nach der digkeit eines jeden Materials so gewählt wird, daß
beabsichtigten Verwendungsart der Zelle aus für sich eine glatte und gleichmäßige Schicht bildet.
Sauerstoff durchlässigen oder für Sauerstoff undurch- 45 Nach dem Aufdampfen des Anodenfilms wird das
lässigen Werkstoffen bestehen, wie sie nachstehend Boot mit dem Material für den Isolierfilm 20 in die
beschrieben werden. Wenn die Umeebung dies gestat- Zielstellung gebracht und die der Form des Isoliertet,
kann der Film 18 vollständig f rtgelassen werden. films entsprechende Maske gegen den mit dem An-The structural debris shown in FIGS. 1, 2 and 3 should be removed. Then the order of the electrochemical cell comprises an iso-anode film vapor deposition mask by lifting to the leaning support 10, a thin film of anode abutment brought against the support and the boat metal 12 over the support, a thin film of having the anode film material in registration with the solid electrolyte 14 moved over the anodic film carrier and the mask. Thereupon, the and the carrier and a thin film of cathodic material with the aid of a previously determined and set on the metal 16 over the electrolyte and the carrier, a sufficiently rapid evaporation. The thin film 18 is heated over the cathodic current, with the evaporation rate film and the carrier. The film 18 can be selected depending on the duration of each material so that the intended use of the cell forms a smooth and uniform layer on its own.
Oxygen permeable or impermeable to oxygen. 45 After the vapor deposition of the anode film, the permeable materials will exist, as described below with the material for the insulating film 20 in FIG. If the environment allows this and the shape of the insulated detects, the film 18 can be left completely exposed. films corresponding mask against the
Bei dieser Anordnung sind die Zellenteile 12, 14 odenfilm bedampften Träger angehoben. HieraufIn this arrangement, the cell parts 12, 14 odenfilm-evaporated carriers are raised. On that
und 16 als kreisförmige Filme ausgebildet, die kon- 50 wird der Isolierfilm 20 auf die in F i g. 1 dargestellte,and 16 are formed as circular films, the con-50 the insulating film 20 is formed on the in FIG. 1 shown,
zentrisch zum Mittelpunkt der Zelle angeordnet sind. begrenzte Anodenfilmfiäche aufgedampft.are arranged centrally to the center of the cell. limited anode film area evaporated.
Der Film 14 steht in direktem Kontakt mit den FiI- Nach dem Aufdampfen des Isolierfilms 20 auf denThe film 14 is in direct contact with the FiI After the vapor deposition of the insulating film 20 on the
men 12 und 16 und trennt beide voneinander. Daher Träger und den Anodenfilm 12 wird das Veidamp-men 12 and 16 and separates both from each other. Therefore, the carrier and the anode film 12 is the Veidamp-
erfolgt die ganze Stromleitung zwischen dem anodi- fungsboot mit dem Elektrolytfilmmaterial in die Ziel-the entire power line between the anodizing boat with the electrolyte film material in the target
schen Film 12 und dem kathodischen Film 16 durch 55 stellung gebracht und die für den Elektrolytfilm be-between film 12 and the cathodic film 16 brought through 55 position and the required for the electrolyte film
den Elektrolytfilm 14. Obwohl alle diese Filme außer- stimmte Bedampfungszone an Stelle der Anodenfilm-the electrolyte film 14. Although all of these films have an extra evaporation zone instead of the anode film
dem mit dem Träger 10 in Berührung stehen, sind sie maske durch Anheben gegen den Träger zum Anlie-that are in contact with the carrier 10, they are masked by lifting against the carrier to
untereinander nicht leitend verbunden, da der Träger gen gebracht, worauf man die Bedampfung mit demnot conductively connected to one another, since the carrier brought gene, whereupon the vapor deposition with the
ein Isolierkörper ist. Das gleiche gilt für den Film 18, Elektrolytfilm durchführt. Wie F i g. 3 zeigt, ist deris an insulating body. The same goes for the film 18 that carries electrolyte film. Like F i g. 3 shows is the
der ebenfalls elektrisch isoliert. 60 aufgedampfte Elektrolytfilm in einem begrenzten Teilwhich is also electrically isolated. 60 evaporated electrolyte film in a limited part
Der Anodenfilm 12 weist einen Streifen 12 a auf, seines kreisförmigen Umfanges durch die Isolier-The anode film 12 has a strip 12 a, its circular circumference through the insulating
der sich über die Filme 14 und 16 (F i g. 3) zum schicht 20 von dem Anodenfilm 12 isoliert. Man hältwhich is isolated from the anode film 12 via the films 14 and 16 (FIG. 3) to form the layer 20. One holds
Äußeren der Zelle hin erstreckt und in dem An- die Temperatur des Trägers auf etwa 1250C undExtends the outside of the cell and in the process the temperature of the support to about 125 0 C and
schlußpol 12ft (Fig. 1) endet, durch den eine elektri setzt die Verdampfung mit verhältnismäßig geringerterminating pole 12ft (Fig. 1) ends, through which an electric sets the evaporation with relatively less
sehe Verbindung zu dem Anodenfilm hergestellt wer- 65 Geschwindigkeit fort. Dies führt zur Ausbildung einersee connection to the anode film being made. This leads to the training of a
den kann. Um die geometrische Ausbildung der Zelle geringeren Anzahl von Korngrenzen, eines geringencan. To the geometrical formation of the cell a smaller number of grain boundaries, a small one
in bezug auf die Stromleitung von der Anode zu der inneren Elektrolytwiderstandes und zur Vermeidungin relation to the conduction of current from the anode to the internal electrolyte resistance and avoidance
Kathode durch den Flektrolytfilm 14 hindurch zu be- einer amorphen Elektrolytstruktur.Cathode through the fleece film 14 to form an amorphous electrolyte structure.
5 J 65 J 6
In der nächsten Verfahrensstufe wird der Katho- auf den Träger, hierauf der Isolierfilm 30 auf denIn the next process step, the cathode is applied to the carrier, then the insulating film 30 is applied to the
denfilm 16 aufgedampft, indem man das Boot mit Kathodenfilm 28 und den Träger 10, dann der Elek-denfilm 16 vapor-deposited by the boat with cathode film 28 and the carrier 10, then the elec-
dem Kathodenfilmraaterial und die betreffende Auf- trolytfilm 32 auf alle darunterliegenden Filme undthe cathode film material and the relevant application film 32 on all underlying films and
dampfmaske in die Zielstellung bringt. Wie in F i g. 1 den Träger aufgedampft, wie es in F i g. 5 dargestelltbrings steam mask in the target position. As in Fig. 1 vapor-deposited the carrier, as shown in FIG. 5 shown
dargestellt, ist die Kathodenfilmmaske so ausgebildet, 5 ist, und schließlich wird der Film 34 auf den Isolier-shown, the cathode film mask is formed as 5 is, and finally the film 34 is on the insulating
daß sich außer dem eigentlichen inneren kreisförmi- film 30, den Elektrolytfilm 32 und den Träger 10 auf-that apart from the actual inner circular film 30, the electrolyte film 32 and the carrier 10 are
gen Kathodenfilm noch der Streifen 16 a und der An- gedampft.gen cathode film nor the strip 16 a and the vaporized.
schlußpol 16b bilden. Wie Fig. 2 zeigt, werden der Eine rechteckige Filmausbildung, die einen ähnli-form the final pole 16 b . As Fig. 2 shows, the A rectangular film formation, which has a similar-
Streifen 16 a und der Anschlußpol 16 b direkt auf chen gleichmäßigen Elektrolytweg 38 zwischen demStrip 16 a and the terminal 16 b directly on Chen uniform electrolyte path 38 between the
den Träger 10 aufgedampft, während alle übrigen io Anodenfilm 40 und dem Kathodenfilm 42 zur Verfü-the carrier 10 is evaporated, while all the remaining io anode film 40 and the cathode film 42 are available
Teile des Kathodenfilms auf den Elektrolytfilm 14 gung stellt, ist in Fig.6 abgebildet. Hier wird derParts of the cathode film on the electrolyte film 14 supply is shown in Fig.6. Here is the
und die Isolierschicht 20 (F i g. 3) aufgedampft wer- Kathodenfilmstreifen 42a isolierend von dem Isolier-and the insulating layer 20 (FIG. 3), cathode film strips 42a are vapor-deposited in an insulating manner from the insulating layer.
den. Schließlich wild der Film 18 aufgedampft, indem film 44 und dem Träger 10 eingeschlossen,the. Finally, the film 18 is wildly evaporated by including film 44 and carrier 10,
man das entsprechende Verdampfungsboot und dir Der durch den Zellenaufbau bei den oben beschrie-you the corresponding evaporation boat and you The through the cell structure in the above-described
entsprechende Maske in die Zielstellung bringt. Die- 15 benen Ausführungsformen erreichte gleichmäßigebrings the appropriate mask into the target position. The 15 above embodiments achieved uniformity
ser Film wird auf die ganze freiliegende Fläche des elektrolytische Weg ist von besonderem Vorteil, wennThis film is applied to the whole exposed area of the electrolytic way is of particular benefit when
Kathodenfilms 16 mit Ausnahme des Anschlußpols die Zelle eine hochgradige SauerstoffempfindlichkeitWith the exception of the terminal pole, the cathode film 16 has a high degree of oxygen sensitivity
16 ί) und des größten Teils des Streifens 16 a aufge- haben soll. Wenn andererseits die Zelle als Batterie16 ί) and most of the strip 16 a should have. On the other hand, if the cell is used as a battery
dampft. Dieser Film steht, wie F i g. 3 zeigt, mit dem oder für Einsatzzwecke bestimmt ist, bei denen essteams. This film, as shown in FIG. 3 shows with which or for purposes of use it is intended
Isolierfilm 20 in Berührung. 30 nicht auf eine hochgradige SauerstoffempfindlichkeitInsulating film 20 in contact. 30 does not indicate a high degree of oxygen sensitivity
Wie beim Vakuumbedampfen vi η Glas oder Ke- ankommt, genügt es, lediglich für Abstand zwischen
ramik mit Metallschichten üblich, liegt es auch im der Anode und der Kathode und plektrischen Kon-Rahmen
der Erfindung, die Filme mit Unterschichten takt beider mit dem Elektrolyten zu sorgen,
zu versehen, damit sie fest an dem Träger anhaften. Nachstehend wird die Arbeitsweise der Zelle unter
Zum Beispiel liegt im Rahmen der Erfindung die se- 25 Bezugnahme auf die obengenannten Anwendungslektive
Abscheidung eines dünnen Chromfilms auf zwecke erörtert, wobei zunächst di<· Anwendung einer
dem Träger 10 und auf anderen Trägern, bevor die Zelle beschrieben wird, von der Sauerstoffempfindoben
beschriebenen Aufdampfvorgänge durchgeführt lichkeit verlangt wird,
werden. Für derartige Anwendungszwecke ist es eine we-As with vacuum vapor deposition vi η glass or Ke- it is sufficient, only usual for distance between ramik with metal layers, it is also in the anode and the cathode and plektrischen Kon-frame of the invention, the films with sublayers both with the electrolyte to clock care for,
to be provided so that they adhere firmly to the carrier. The operation of the cell will now be discussed under For example, within the scope of the invention, this reference to the above-mentioned application of electroless deposition of a thin chromium film for purposes will be discussed, with the application of one to the carrier 10 and on other carriers being described first, before the cell is described the vapor deposition processes described above are required to be sensitive to oxygen,
will. For such purposes it is an important
Eine andere Ausbildung der Zelle ist in F i g. 4 30 sentliche Voraussetzung, daß das Stromleitvermögen und 5 dargestellt. Hier befinden sich der Anodenfilm der Zelle sich mit der Sauerstoffkonzentration in dem 26 und der Kathodenfilm 28 auf dem Träger 10 in Zellenelektrolyten ändert. Eine derartige Änderung der gleichen Ebene, die Anodenstreifen 26a und 266 ist vorzugsweise linear; sie braucht aber nicht genau sind mit Anschlußpolen 26c und 26d versehen, wäh- proportional zur Sauerstoffkonzentration zu sein; sie rend der Kathodenstreifen 28 a mit einem Anschluß- 35 muß nur reproduzierbar sein, d. h., die Leitfähigkeitspol 28 b versehen ist. Über dem Kathodenstreifen 28 a änderungen von einer Sauerstoffbezugskonzentration und dem Träger 10 befindet sich ein Isolierfilm 30, bis zu vorgegebenen Sauerstoffkonzentrationen sollen damit nur der mittlere kreisförmige Teil 28 c des Ka- bei gleichen Änderungen in der Sauerstoffkonzentrathodenfilms mit dem darüberliegenden Elektrolyt- tion immer die gleiche Größe haben. Wenn die Leitfilm 32 in Berührung kommt. Der Film 32 umschließt *o fähigkeitsändenmg nicht linear, aber reproduzierbar und berührt praktisch den ganzen Anodenfilm 26. ist, kann man geeignete Ausgleichsorgane für die Der Isolierfilm 34 befindet sich unmittelbar über dem Nichtlinearität in den zugehörigen, den Zellenstrom Elektrolytfilm32, dem Isolierfilm30 und dem Trä- anzeigenden Schaltkreis einbauen, z.B. kann man ger 10. logarithmische oder ähnliche Meßorgane verwenden.Another embodiment of the cell is shown in FIG. 4 30 essential prerequisite that the current conductivity and 5 are shown. Here, the anode film of the cell changes with the oxygen concentration in the 26 and the cathode film 28 on the carrier 10 changes into cell electrolyte. Such a change in the same plane, the anode strips 26a and 266 is preferably linear; but it need not be fitted with connectors are provided poles 26c and 26 d, currency proportional to the oxygen concentration to be; it rend the cathode strip 28 a with a terminal 35 only needs to be reproducible, that is, the conductivity pole 28 b is provided. An insulating film 30 is located above the cathode strip 28 a of changes in an oxygen reference concentration and the carrier 10, up to predetermined oxygen concentrations only the central circular part 28 c of the ca with the same changes in the oxygen concentrate cathode film with the overlying electrolyte should always be the same Have size. When the conductive film 32 comes into contact. The film 32 does not enclose any change in the ability linearly, but reproducibly and touches practically the entire anode film 26. If the insulating film 34 is located directly above the non-linearity in the associated cell current, the electrolyte film 32, the insulating film 30 and the carrier - Install a display circuit, eg you can use 10th logarithmic or similar measuring devices.
Aus F i g. 4 ist zu erkennen, daß durch eine geeig- 45 Eine Sauerstoffempfindlichkeit linear oder nichtlinete Form der anodischen und kathodischen Bedamp- nearer Natur erfordert, daß die Zelle beim Eintritt fungsmasken sowie durch Verwendung der Isolier- von Sauerstoff arbeitet, indem sie die verschiedenen schicht 30 eine besondere geometrische Beziehung Anionen des Sauerstoffs, z. B. O.~, elektrolytisch leizwischen dem Anodenfilm 26 und dem Kathodenfilm tet. In einem flüssigen Elektrolyten stellt sich der Lei-28 hergestellt wird. Auf diese Weise kommt ein im 5° tung dieser Anionen natürlich kein Hindernis entwesentlichen kreisförmiger elektrolytischer Weg 36 gegen. Bei der obenerwähnten Zelle gemäß der USA.-zwischen den Filmen 26 und 28 durch den Film 32 Patentschrift 2 913 386 und ähnlichen Zellen ist dei hindurch zustande, wie es auch bei der in F i g. 1 aus wäßrigem Kaliumhydroxid bestehende Elektrolyt dargestellten Ausführungsform der Fall war. Jede praktisch vollkommen in Alkalikationen und Haloetwaige Neigung des Kathodenstreifens 28 a, sich an 55 genanionen dissoziiert, und praktisch alle Ionenarder Stromleitung in der Zelle aktiv zu beteiligen und ten sind beweglich. Im Gegensatz dazu dissoziierer den praktisch gleichmäßigen elektrolytischen Weg feste Elektrolyts nur in sehr geringem Ausmaß, unc zwischen der Anode und der Kathode zu ändern, es gibt viele Elektrolyte mit solchen Gitterstruktur wird durch die isolierende Umhüllung des Streifens merkmalen, daß die Sauerstoffanionen sich überhaup 28 a durch den Film 30 und den Träger 10 vereitelt. 60 nicht bewegen können.From Fig. 4 it can be seen that a suitable oxygen sensitivity is linear or non-linear Form of anodic and cathodic vapor-near nature requires that the cell on entry masks as well as by using the insulating oxygen works by doing the various layer 30 a special geometric relationship anions of oxygen, z. B. O. ~, electrolytically in between the anode film 26 and the cathode film. The Lei-28 is placed in a liquid electrolyte will be produced. In this way, there is of course no obstacle to avoiding these anions circular electrolytic path 36 against. In the above-mentioned US cell. -Between films 26 and 28 through film 32 Patent 2,913,386 and similar cells is dei through it, as is also the case with the one shown in FIG. 1 electrolyte consisting of aqueous potassium hydroxide illustrated embodiment was the case. Each practically perfect in alkaline cations and halo, if any The tendency of the cathode strip 28 a to dissociate at 55 gene anions, and practically all ion arteries Power lines in the cell actively participate and th are mobile. In contrast, dissociators the practically uniform electrolytic path of solid electrolyte only to a very small extent, unc To change between the anode and the cathode, there are many electrolytes with such a lattice structure The insulating covering of the strip will indicate that the oxygen anions are present at all times 28 a thwarted by the film 30 and the carrier 10. 60 can't move.
Ebenso wird die Störung dieses elektrolytischen We- Abgesehen von dieser charakteristischen ElektroLikewise, the disturbance of this electrolytic We- Apart from this characteristic electro
ges durch den Anodenfilm dadurch verhindert, daß lytgitterstraktur, von der die elektroiytische Leitfähigges by the anode film thereby prevented that lytgitterstraktur, of which the electroiytische conductive
der Anodenfilm bei 26 e und 26/ in der Nähe des keit abhängt, bleibt noch die charakteristische chemithe anode film at 26 e and 26 / in the vicinity of the speed depends, the characteristic chemi
FOms 30 in seiner Fläche nach außen zurückweicht. sehe Verträglichkeit, d. h. die Umwandlung der beFOms 30 recedes in its surface to the outside. see compatibility, d. H. the transformation of be
Bei der Herstellung der in Fig. 4 und 5 dargestell- 65 weglichen Sauerstoffanionen, zu berücksichtigen. IiWhen producing the oxygen anions shown in FIGS. 4 and 5, this must be taken into account. Ii
ten Zelle in der Vakuumkammer wird zunächst der der Zelle gemäß der USA.-Patentschrift 2 913 38)The first cell in the vacuum chamber is that of the cell according to US Pat. No. 2,913,38)
Anodenfilm 26 auf den Träger 10, dann der in der werden durch das reichliche Vorhandensein von WasAnode film 26 on the carrier 10, then the in the be by the abundant presence of what
gleichen Ebene liegende Kathodenfilm 28 ebenfalb ser oder, wie es ebenfalls in der Patentschrift vorgecathode film 28 lying on the same plane, or as it was also in the patent
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schlagen wird, durch einen Puffer, der den Elektro- Das Lanthandifluorid-Kation ist praktisch unbe-The lanthanum difluoride cation is practically unaffected.
lyten mit Wasserstoffionen versorgt, leicht chemische weglich, und die Goldkathode liefert nur Elektronen. Reaktionen ermöglicht, bei denen sich aus bewegli- Wenn Sauerstoff in den Zellenelektrolyten infolge des chen Sauerstoffanionen Hydroxylanionen bilden und Durchtritts durch den durchlässigen Film des Fühlers schließlich Wasser entsteht. Bei nichtwäßrigen Elek- 5 gelangt, findet unter dem Einfluß der angelegten Potrolyten ist eine solche Reaktionsfähigkeit des Sauer- tentialdifferenz ein Elektroneneinfang statt, und es Stoffs nicht ohne weiteres gegeben. spielen sich außer den oben angegebenen ReaktionenLytes supplied with hydrogen ions, easily chemically displaceable, and the gold cathode only supplies electrons. Allows reactions that result from moving if oxygen enters the cell electrolyte as a result of the Chen oxygen anions form hydroxyl anions and pass through the permeable film of the sensor eventually water is created. In the case of non-aqueous electrolytes, under the influence of the applied potrolytes, such a reactivity of the acid potential is electron capture, and it does Substance not readily given. play apart from the reactions given above
Durch die Bestimmung dieser arteigenen Unter- wahrscheinlich die folgenden Zellenreaktionen ab: schiede in den elektrischen und chemischen Eigenschaften zwischen den bisher bekannten Fühlerzellen 10 An ^ j£athcde· und solchen, die eine ähnliche Bestimmung der Sauerstoffkonzentration mit im festen Aggregatzustand vor- O2 + e~ -»· Og- (Elektroneneinfang) liegenden Bestandteilen ermöglichen, ist es gelungen, An der Anode:Probably due to the provision of these species-specific sub the following cell reactions from: differences in the electrical and chemical properties between the previously known sensor cells 10 to ^ j £ a thcd e · and those that a similar provision of the oxygen concentration with upstream in the solid state O 2 + e ~ - »· Og- (electron capture) enable lying constituents, it has been possible to: At the anode:
weitere grundlegende Beziehungen festzustellen, die λ α λ. η - t a r\ λ. - determine further fundamental relationships, the λ α λ. η - tar \ λ. -
für Fühlerzellen mit festem Elektrolyten von hoher 15 4Ag + υΕ -* 2Ag8U + efor sensor cells with solid electrolytes of high 15 4Ag + υ Ε - * 2Ag 8 U + e
läßt sich zum Teil als ein solcher definieren, der bei Für die Elektroden ist offensichtlich erforderlich,can in part be defined as one that is obviously required for the electrodes
Raumtemperatur in charakteristischer Weise eine für daß die Zellenanode beständige Fluoride und Oxide Feststoffe hohe anionische Leitfähigkeit aufweist. Fer- bildet, während die Zellenkathode ein indifferenter ner muß eine solche anionische Leitfähigkeit sich auf ao Leiter ist. Beispiele für verschiedene Metalle, die für Anionen erstrecken, die in ihrer Größe mit den Sauer- die Zellenelektroden verwendet werden können, sind stoßanionen vergleichbar sind. Auch eine verhältnis- für die Kathode Gold, Platin, Rhodium und PaUamäßig hohe Dielektrizitätskonstante ist erwünscht, dium und für die Anode Silber, Zink, Wismut, Berylum den Elektroneneinfang durch Sauerstoff zu er- Hum, Cadium, Rubidium, Lanthan, Eisen und Blei, möglichen. Dieser Elektroneneinfang erfolgt bei wäß- 25 Während die obigen Reaktionsgleichungen unter rigen Elektrolyten leicht, weil das Wasser eine der Annahme der Abwesenheit von Wasser aufgestellt Dielektrizitätskonstante von 78,5 aufweist. Bei zahl- worden sind, haben Versuche ergeben, daß Wasser reichen festen Elektrolyten hat die Dielektrizitäts- die Empfindlichkeit der Zelle gegen Sauerstoff nicht konstante aber bei weitem nicht diesen Wert. beeinflußt. Andererseits benötigt der Fühler im Ge-Room temperature is characteristic of fluorides and oxides that are stable for the cell anode Solids has high anionic conductivity. Fer- forms, while the cell cathode is an indifferent one But such an anionic conductivity must be on ao ladder. Examples of different metals that are used for Anions that are large in size can be used with the acidic cell electrodes impact anions are comparable. A relatively high dielectric constant is also desirable for the cathode gold, platinum, rhodium and pa possible. This electron capture takes place with water erigen electrolytes easily because the water placed one assuming the absence of water Has a dielectric constant of 78.5. Experiments have shown that water If the electrolyte is rich in solid electrolytes, the dielectricity - the sensitivity of the cell to oxygen - does not have constant but nowhere near this value. influenced. On the other hand, the sensor needs
Es wurde gefunden, daß die Fluoride der seltenen 30 gensatz zu den oben beschriebenen bekannten Vor-Erdmetalle, d. h. die Fluoride von Scandium, Yttrium, richtungen keinen Wasserdampf für seine Arbeits-Lanthan und der Metalle der Lanthanidenreihe fähigkeit.It has been found that the fluorides of the rare 30 in contrast to the above-described known pre-earth metals, i. H. The fluorides of scandium, yttrium, do not provide any water vapor for its working ability of lanthanum and the metals of the lanthanide series.
(Ordnungszahlen 58 bis 71), wie Cer, Praseodym, Der Fühler kann einen durchlässigen Film (18 in(Atomic numbers 58 to 71), such as cerium, praseodymium, the feeler can be a permeable film (18 in
Neodym und Erbium, in besonders hohem Grade Fig. 1) aufweisen, der eine Sperrschicht für feste diejenigen Eigenschaften aufweisen, die sich als not- 35 oder flüssige Verunreinigungen aus der Umgebung wendig für einen festen Elektrolyten für Sauerstoff- darstellt, den Sauerstoff jedoch in die Zelle eintreten fühler erwiesen haben. läßt. Eine solche Membran kann z. B. aus Polytetra-Neodymium and erbium, especially Fig. 1), have a barrier layer for solid have those properties that show up as emergency or liquid contaminants from the environment Manoeuvrable for a solid electrolyte for oxygen, but the oxygen can enter the cell feelers have proven. leaves. Such a membrane can, for. B. made of polytetra-
Die anionische Leitfähigkeit dieser Verbindungen fluoräthylen oder aus Polyäthylen bestehen, liegt im Bereich von 10~7 bis 10-· S/cm. Ferner zei- Außer dem durchlässigen Film und der elektro-The anionic conductivity of these compounds, fluoroethylene or made of polyethylene, is in the range from 10 ~ 7 to 10- · S / cm. In addition to the permeable film and the electrical
gen die seltenen Erdmetallfluoride eine hohe Dichte 40 chemischen Zelle kann der Fühler einen Träger (10 an Schottky-Störstellen, d. h. Leerstellen in dem Kri- in F i g. 1) aufweisen, der zusammen mit dem durchstallgitter, die durch Verlagerung eines Ions von sei- lässigen Film ein Gehäuse bildet, das die Zelle vor nem normalen Ort an oder nahe an die Kristallober- Verunreinigungen schützt. Da der Film Sauerstoff fläche entstehen. Bei Raumtemperatur weisen diese durchläßt, kann der Träger aus Werkstoffen gefertigt Fluoride mehr als 1019 Fluor-Leerstellen je cms auf, 45 sein, die sowohl für Verunreinigungen als auch für und die Leerstellen sind groß genug, um die Beweg- Sauerstoff undurchlässig sind, wie Glas oder Keramik, lichkeit der verhältnismäßig großen Sauerstoffanionen Das Fühlergehäuse kann aber auch vollständig aus herbeizuführen. Schließlich wurde gefunden, daß die einem Werkstoff bestehen, der für Sauerstoff durchDielektrizitätskonstanten dieser Verbindungen den lässig, für die in der Umgebung enthaltenen Verun-Elektroneneingang durch Sauerstoff ermöglichen. 50 reinigungen jedoch undurchlässig ist.Because the rare earth metal fluoride has a high density 40 chemical cell, the sensor can have a carrier (10 Schottky impurities, ie vacancies in the crystal in FIG - A casual film forms a housing that protects the cell from its normal location at or near the crystal super-impurities. Because the film creates oxygen surface. At room temperature these can be permeated, the carrier made of materials fluoride can be more than 10 19 fluorine vacancies per cm s , 45, which are impermeable to both impurities and for and the vacancies are large enough to be impermeable to the moving oxygen, like glass or ceramics, the possibility of the relatively large oxygen anions. Finally, it was found that they consist of a material which, through the dielectric constants of these compounds, enables oxygen to enter the electron through oxygen for pollutants contained in the environment. 50 cleanings, however, is impermeable.
der Erfindung gebauten Sauerstoffühlerzellen ergeben des Kathodenmetalls in der Spannungsreihe der Mesich aus einer Betrachtung der elektrochemischen talle bestimmen, ob die erfindungsgemäßen Fühler-Reaktionen, die sich vermutlich darin abspielen. Bei zellen selbst eine Potentialdifferenz (von etwa 0,2 V) einer elektrochemischen Fühlerzelle gemäß der Erfin- 55 zwischen den Elektroden erzeugen, die für den Elekdung wird ein Elektrolytnlm aus Lanthanfluorid in troneneinfang durch Sauerstoff, d. h. für die Bindung Verbindung mit einer Silberanode und einer Gold- von Elektronen an Sauerstoffmoleküle, ausreicht oder kathode verwendet Wenn an diese Elektroden in Ab- ob dazu eine äußer« Stromquelle benötigt wird. Wenn Wesenheit von Sauerstoff eine Potentialdifferenz an- die Zelle z. B. aus einer Wismutanode, einer Goldgelegt wird, spielen sich wahrscheinlich die folgenden 60 kathode und einem Elektrolyten aus Lanthanfluorid Zellenreaktionen ab: besteht, bildet sich zwischen den Elektroden eine holm Elektrolyten: here Potentialdifferenz aus, als sie für den ElektroOxygen sensor cells built according to the invention result in the cathode metal in the voltage series of the Mesich from a consideration of the electrochemical talle determine whether the sensor reactions according to the invention, which presumably take place therein. With cells themselves a potential difference (of about 0.2 V) an electrochemical sensor cell according to the invention between the electrodes, an electrolyte film of lanthanum fluoride in electron capture by oxygen, d. H. for the bond Connection with a silver anode and a gold of electrons to oxygen molecules, is sufficient or cathode used If an external power source is required for these electrodes. if Essence of oxygen a potential difference to the cell z. B. from a bismuth anode, a gold is placed, the following 60 cathode and an electrolyte made of lanthanum fluoride are likely to play Cell reactions from: exists, a holm electrolyte forms between the electrodes: higher potential difference than it is for the electro neneinfang durch Sauerstoff erforderlich Ist Theore-{LaF83 + LaF8 :£ LaF2 + + F" tisch beträgt diese Potentialdifferenz 0,57 V, und intrapping by oxygen is necessary. If theoretical {LaF 8 3 + LaF 8 : £ LaF 2 + + F "table this potential difference is 0.57 V, and in
^ _ hend gezeigt wird, nahezu erreicht worden. Wenn man^ _ hend shown has been nearly achieved. If
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aben erörtert wurden, kann theoretisch nur eine Po- Beispiel 1but have been discussed, theoretically only one example 1
tentialdifferenz von 0,11 V erwartet werden. Einepotential difference of 0.11 V can be expected. One
solche Potentialdifferenz zwischen den Elektroden Eine Fühlerzelle der in F i g. 1 bis 3 dargestelltensuch a potential difference between the electrodes. A sensor cell of the type shown in FIG. 1 to 3 shown
reicht aber nicht für den Elektroneneinfang durch Bauart wird unter Verwendung von einer glasiertenBut not enough for electron capture by construction using a glazed one
Sauerstoff aus, und daher ist in diesem Falle eine von S Aluminiumoxidplatte, Silber für den Anodenfilm,Oxygen off, and therefore in this case one of S is aluminum oxide plate, silver for the anode film,
außen angelegte Potentialdifferenz erforderlich. Lanthanfluorid für den Elektrolytfilm, Gold für denexternally applied potential difference required. Lanthanum fluoride for the electrolyte film, gold for the
Wenn die Zellenanode aus einem Metall besteht, Kathodenfilm und Polytetrafluorethylen für denIf the cell anode is made of a metal, cathode film and polytetrafluoroethylene for the
das beständige Fluoride und Oxide bildet, wie es für durchlässigen Film hergestellt. Die Filmdicken betra-that forms stable fluorides and oxides as it is made for permeable film. The film thickness is
einen Sauerstoffühler erforderlich ist, kann die Füh- gen 2000, 1000, 2000 bzw. 2000 A. Die IsolierschichtIf an oxygen sensor is required, the cables can be 2000, 1000, 2000 or 2000 A. The insulating layer
lerzelle mit anderen Vorrichtungen zusammengebaut io besteht aus Siliciumdioxid.The ler cell assembled with other devices is made of silicon dioxide.
werden, um eine Sauerstoffühlvorrichtung zu erhal- Der Anschlußpol 16 b des Kathodenfilms wird The connection terminal 16 b of the cathode film is used to obtain an oxygen sensing device
ten, wie sie in F i g. 7 dargestellt ist. mit dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden,as shown in FIG. 7 is shown. connected to the negative pole of a power source,
Bei der Verwendung der in F i g. 7 abgebildeten ein Pol eines Mikro-Mikroamperemeters wird in
Fühlerzelle, die selbst keine genügende Potentialdif- Reihe mit dem positiven Pol der Stromquelle geschalferenz
zwischen den Elektroden liefert, um Elektro- 15 tet und geerdet, und der andere Pol des Amperemenen
an Sauerstoffatome zu binden, ist ein äußerer ters wird mit dem Anschlußpol 12 b des Anodenfilms
elektrischer Stromkreis, in dem ein Stromanzeiger 22 verbunden. Die Fühlerzelle wird in Atmosphären
und eine Stromquelle 24 hintereinandergeschaltet mit Sauerstoffgehalten von 0, 21 bzw. 1000/o eingesind,
mit den Anschlußpolen 12 b und 16 b verbun- bracht, die zum Rest aus Stickstoff bestehen,
den. Dadurch entsteht eine geeignete Potentialdiffe- »o An die Kathode wird eine Spannung von — 0,5 V
renz, d. h. eine solche von mehr als 0,2 V, zwischen gelegt. Die Ablesung der Stromstärke beträgt in der
dem Anodenfilm 12 und dem Kathodenfilm 16. Die ersten Atmosphäre 6 · 10~!2 A, in der zweiten Atmoinfolge
des Eindringens von Sauerstoff in den Elek- sphäre 1,75· IO"11 A und in der dritten Atmosphäre
trolytfilm 14 durch die Filme 16 und 18 geänderte 6,2 · 10~u A. Bei mehrmaliger Einwirkung der glei-Leitfähigkeit
der Zelle wird ohne weiteres von dem 35 chen drei Atmosphären erhält man dieselben Strom-Stromanzeiger
angezeigt, und diese Anzeige stellt ein Stärkeablesungen innerhalb einer Fehlergrenze von
Maß für die Sauerstoffkonzentration in der Umge- 5°/o.When using the in F i g. 7 one pole of a micro-micro-ammeter shown in the figure is placed in the sensor cell, which itself does not supply a sufficient potential difference with the positive pole of the power source between the electrodes to connect electrons and 15 earthed, and the other pole of the ampereme to bind oxygen atoms, is an outer age is connected to the terminal pole 12 b of the anode film electrical circuit in which a current indicator 22 is connected. The sensor cell is connected in atmospheres and a power source 24 connected in series with oxygen contents of 0, 21 or 100 0 / o, connected to the connection poles 12 b and 16 b , the rest of which consist of nitrogen,
the. This creates a suitable potential difference. A voltage of -0.5 V, ie more than 0.2 V, is applied to the cathode. The reading of the current is in the anode film 12 and the cathode film 16, the first atmosphere for 6 x 10 ~! 2 A, in the second Atmoinfolge the penetration of oxygen into the electron sphere 1.75 x IO "11 A and in Third atmosphere trolyte film 14 changed by the films 16 and 18 6.2 x 10 ~ u A. If the cell conductivity is repeatedly exposed, the same current-current indicator is displayed without further ado from the three atmospheres, and this display is displayed a strength reading within a margin of error of a measure of the oxygen concentration in the area 5%.
bung des Films 18 dar. Wenn man die andere Art B e i s ο i e 1 2exercise of the film 18. If one uses the other type B e i s ο i e 1 2
der Fühlerzelle gemäß der Erfindung, nämlich die ^the sensor cell according to the invention, namely the ^
sich selbst unterhaltende Zelle, verwendet, wird die 30 Eine Fühlerzelle der in F i g. 4 und 5 dargestelltenThe self-sustaining cell used is the 30 A sensor cell of the type shown in FIG. 4 and 5 shown
Stromquelle 24 durch die in F i g. 7 mit gestrichelten Bauart wird unter Verwendung von einer glasiertenCurrent source 24 by the in F i g. 7 with dashed design is made using a glazed
Linien dargestellte Verbindungsleitung 25 ersetzt. In Aluminiumoxidplatte, Silber für den Anodenfilm,Lines shown connecting line 25 replaced. In aluminum oxide plate, silver for the anode film,
diesem Falle liefert die Fühlerzelle selbst eine Poten- Lanthanfluorid für den Elektrolytfilm, Gold für denIn this case the sensor cell itself supplies a potential lanthanum fluoride for the electrolyte film and gold for the
tialdifferenz zwischen den Elektroden von mehr als Kathodenfilm und Polytetrafluorethylen für dential difference between the electrodes of more than cathode film and polytetrafluoroethylene for the
0,2 V, die für die Bindung von Elektronen an Sauer- 35 durchlässigen Film hergestellt. Die Filmdicken betra-0.2 V, which is produced for the binding of electrons to acidic 35 permeable film. The film thickness is
stoff ausreicht. gen 2000, 1000, 2000 bzw. 200 A. Die Isolierschichtmaterial is sufficient. gen 2000, 1000, 2000 or 200 A. The insulating layer
Bei der Fühlerzelle gemäß F i g. 1 bis 3 muß besteht aus Siliciumdioxid.In the case of the sensor cell according to FIG. 1 to 3 must consists of silicon dioxide.
Sauerstoff durch die Filme 18 und 16 hindurchdrin- Der Anschlußpol 28 b des Kathodenfilms wird mit gen, um zu dem Elektrolytfilm 14 zu gelangen und die dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden, ein Leitfähigkeit der Zelle zu ändern. Bei dieser Anord- 40 Pol eines Mikro-Mikroamperemeters wird mit dem nung muß daher der Kathodenfilm 16 für Sauerstoff geerdeten positiven Pol der Stromquelle in Reihe gedurchlässig sein. Dies bietet aber keine besondere schaltet, und der andere Pol des Amperemeters wird Schwierigkeit, da man durch geeignete Wahl der geo- mit den beiden Anschlußpolen 26 c und 26 d des Anmetrischen Ausbildung des Films und der Parameter odenfilms verbunden. Die Fühlerzelle wird in lOOprodes Auf dampf Verfahrens eine hochgradige Durchlas- 45 zentigen Stickstoff bzw. lOOprozentigen Sauerstoff sigkeit für Sauerstoff erreichen kann. So wird z. B. eingebracht.Oxygen through the films 18 and 16 penetrate the terminal pole 28 b of the cathode film is connected to gene to get to the electrolyte film 14 and the negative pole of a power source to change a conductivity of the cell. With this arrangement, the cathode film 16 must therefore be permeable in series for the positive pole of the power source which is grounded to oxygen. However, this provides no particular switched on, and the other pole of the ammeter is difficulty, since one by suitable choice of the geo- to the two connecting poles 26 and 26 of the c Anmetrischen formation of the film and the parameter d odenfilms connected. The sensor cell is produced in 100 per cent steam process with a high level of permeability for nitrogen or 100 per cent for oxygen. So z. B. introduced.
das Kathodenmaterial vorzugsweise in Form von An die Kathode wird eine Spannung von — 0,5 V winzigen Inseln aufgedampft, so daß man einen Ver- gelegt. In dem Stickstoff beträgt die Ablesung der bundfilm erhält, der für Sauerstoffmoleküle porös ist. Stromstärke 2 · 1O-10 A, in dem Sauerstoff beträgt sie Ein besonderer Vorteil der Bauart des Fühlers gemäß 50 12 · 1O-10 A. Bei mehrmaliger Einwirkung der glei-F i g. 1 bis 3 besteht darin, daß bei Beschädigung des chen Atmosphären erhält man dieselben Stromstärke-Films 18, z.B. durch Abrieb, nur Edelmetall, nicht ablesungen innerhalb einer Fehlergrenze von 5°/o. aber der gegen Verunreinigungen empfindlichere Die Fühlerzellen gemäß der Erfindung sind innerhalb Elektrolytfilm 14 der Einwirkung der Umgebung aus- eines Bereichs von an die Kathode angelegten Spangesetzt wird. 55 nungen von — 0,2 bis — 0,7 V gegen Sauerstoff emp- The cathode material, preferably in the form of tiny islands, is applied to the cathode with a voltage of - 0.5 V, so that one misplaces. In the nitrogen, the reading is the federal film that is porous to oxygen molecules. Current strength 2 · 10 -10 A, in the oxygen it is a special advantage of the design of the sensor according to 50 12 · 10 -10 A. With repeated exposure to the same F i g. 1 to 3 consists in the fact that the same amperage film 18 is obtained when the atmosphere is damaged, for example by abrasion, only noble metal, not readings within an error limit of 5%. but the more sensitive to contamination. The sensor cells according to the invention are placed within the electrolyte film 14 of the action of the environment from a region of voltage applied to the cathode. 55 voltages from - 0.2 to - 0.7 V against oxygen
Bei der Herstellung von Sauerstoffühlerzellen und findlich. B ei spiel 3In the manufacture of oxygen sensor cells and sensitive. Eg game 3
von sauerstoffempfffidlichen Stromquellen, die nach- "of oxygen-sensitive power sources that
stehend mehr im einzelnen beschrieben werden, liegt Eine FöhlerzeHe der in Fig. 1 bis 3 dargestellten es auch im Rahmen der Erfindung, den Elektrolyt- Bauart wird unter Verwendung von einer glasierteil film mit Röntgenstrahlen zu bestrahlen, um die 60 Aluminiumoxidplatte, Gold für den Kathodenfilm, Schottky-Störstellen zu vergrößern, sowie überschüs- Praseodymfraorid für den Elektrolytfilm, Wismut füi sige FIuorionen-Leerstellen in den Elektrolyten ein- den Anodenfilm und Polytetrafluorethylen für den zuführen, indem man den Elektrolyten mit dem Fluo- durchlässigen Film hergestellt Die Filmdicken bend eines zweiwertigen Metalls dotiert, um die Emp- tragen 804, 2744, 3174 bzw. 2000 A. Der Isolierfindlichkeit gegen Sauerstoff zu erhöhen. 65 film besteht aus Siliciumdioxid. Zwischen der Anodewill be described in more detail below, a FöhlerzeHe is shown in Figs It is also within the scope of the invention, the electrolyte type is made using a glazed part X-ray film to irradiate the 60 aluminum oxide plate, gold for the cathode film, To enlarge Schottky impurities, as well as excess praseodymium oxide for the electrolyte film, bismuth for Sige fluorion vacancies in the electrolyte for the anode film and polytetrafluoroethylene for the supply by making the electrolyte with the fluoro-permeable film. The film thicknesses bend of a divalent metal to carry 804, 2744, 3174 or 2000 A. The isolation sensitivity to increase against oxygen. 65 film is made of silicon dioxide. Between the anode
Die Ariseftsweise der gemäß Fig. 1 bis 3 and und der Kathode besteht eine Leerlaufspannung voi eemäß Fig.4 und S gebauten MMetzeilen wöd in 0,40 V, die sieb zwisdien den Anscblußpolenl21The Ariseftweise of Fig. 1 to 3 and and the cathode is an open circuit voltage voi The M network parts built according to Fig. 4 and 5 are in 0.40 V, the seven between the connecting poles (21)
* .- s- «...*_*..._„.-,.«._..-.,.«. und 166 messen läßt Die Pole eines MSkro-Mikro* .- s- «... * _ * ..._" .- ,. «._..-.,.«. and 166 can measure the poles of an MSkro-Mikro
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11 v IZ11 v IZ
amperemeters werden mit diesen Anschlußpolen ver- verschiedene andere Anwendungszwecke in begrenz-With these connection poles, amperemeters are used for various other purposes in limited
bunden. Eine äußere Stromquelle wird nicht verwcn- ten Räumen leicht nach den oben beschriebenen Be-bound. An external power source can easily be used in unused rooms as described above.
det. Die Fühlerzelle wird in Atmosphären einge- dampfungsmethoden herstellen. Da die Zelle fernerdet. The sensor cell is produced in an atmosphere using evaporation methods. Since the cell further
bracht, die 0, 21 bzw. 100% Sauerstoff enthalten. keine flüssigen Bestandteile enthält, die umhersprit-Bracht that contain 0, 21 or 100% oxygen. does not contain any liquid components that could
Die an dem Amperemeter abgelesene Stromstärke 5 zen, vibrieren oder durch Stoß ausgelöste Leistungs-The amperage read on the ammeter 5 zen, vibrate or shock-triggered power
beträgt in der ersten Atmosphäre 2 · 10~10 A, in der abweichungen verursachen könnten, lassen sich dieis 2 · 10 ~ 10 A in the first atmosphere, in which deviations could cause the
zweiten Atmosphäre 4 · 10~10 A und in der dritten erfindungsgemäß gebauten Fühler leicht in robustersecond atmosphere 4 · 10 ~ 10 A and in the third sensor built according to the invention slightly more robust
Atmosphäre 1,2 ■ 10~9 A. Bauart herstellen, z. B. für die Abwasserbehandlung,Atmosphere 1.2 ■ 10 ~ 9 A. Establish type of construction, e.g. B. for wastewater treatment,
„ . . . . bei der der biologische Sauerstoffbedarf bestimmt". . . . in which the biological oxygen demand is determined
BeisPiel 4 ίο wird. Beis P iel 4 ίο becomes.
Eine Fühlerzelle der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Bei diesen Anwendungen, die sich selbst unterhal-A sensor cell of the type shown in FIG. 1 to 3 shown In these applications, which maintain themselves
Bauart wird nach Beispiel 3, jedoch mit Neodym- tende Fühlerzellen erfordern, werden die Kombina-The design is according to example 3, but requires sensor cells with neodymium, the combination
fluorid an Stelle des Praseodymfluorids, hergestellt. tionen von Anoden- und Kathodenmetall, wie obenfluoride instead of praseodymium fluoride. ions of anode and cathode metal, as above
Die Filmdicken betragen 878, 2598, 2200 bzw. beschrieben und in den Beispielen 3 bis 6 erläutert,The film thicknesses are 878, 2598, 2200 or described and explained in Examples 3 to 6,
2000 A. Der Isolierfilm besteht aus Siliciumdioxid. 15 nach der Spannungsreihe der Metalle so ausgewählt,2000 A. The insulating film is made of silicon dioxide. 15 selected according to the voltage series of the metals so that
Zwischen der Anode und der Kathode besteht eine daß die Unterschiede in den Austrittsarbeiten dieserThere is one difference between the anode and the cathode in their work functions
Leerlaufspannung von 0,36 V, die sich zwischen den Elektroden (Leerlauf) Potentialdifferenzen zwischenOpen circuit voltage of 0.36 V, which is between the electrodes (open circuit) potential differences between
Anschlußpolen 12 b und 16 b messen läßt. Die Pole den Elektroden von mindestens 0,2 V ergebem, wieConnection poles 12 b and 16 b can be measured. The poles of the electrodes give at least 0.2 V, such as
eines Mikro-Mikroamperemeters werden an diese sie zum Elektroneneingang durch Sauerstoff erforder-of a micro-micro-ammeter they are required for electron entry through oxygen.
beiden Anschlußpole angeschlossen. Eine äußere ao Hch sind. In den Beispielen 3 bis 6 wird eine bevor-connected to both terminals. An outer ao hch are. In Examples 3 to 6 a preferred
Stromquelle wird nicht verwendet. Die Fühlerzelle zugte Kombination aus Anoden- und KathodenmetallPower source is not used. The sensor cell is a combination of anode and cathode metal
wird in Atmosphären mit Sauerstoffgehalten von 0, verwendet, nämlich Wismut und Gold. Andere ver-is used in atmospheres with oxygen levels of 0, namely bismuth and gold. Others
21 bzw. 100·/· eingebracht. Die abgelesene Strom- wendbare Kombinationen sind z.B. Lanthan und Gold,21 or 100 · / · introduced. The readable current reversible combinations are e.g. lanthanum and gold,
stärke beträgt in der ersten Atmosphäre 5,5 10"10A, Lanthan und Rhodium, Beryllium und Platin usw.strength in the first atmosphere is 5.5 10 " 10 A, lanthanum and rhodium, beryllium and platinum, etc.
in der zweiten Atmosphäre 1,04 · ΙΟ"9 Α und in der »5 Wie sich aus den Beispielen 1 und 2 ergibt, liefernin the second atmosphere 1.04 · ΙΟ " 9 Α and in the» 5 As can be seen from Examples 1 and 2, deliver
dritten Atmosphäre 3,0 · 1O-9A. diejenigen Metallkombinationen, bei denen die Un-third atmosphere 3.0 · 10 -9 A. those metal combinations in which the un-
R . . terschiede in den Austrittsarbeiten eine geringere Po- R. . differences in the final work a lower position
Beispiel 5 tentialdifferenz erzeugen, als sie für den Elektronen-Eine
Fühlerzelle der in F i g. 1 bis 3 dargestellten einfang durch Sauerstoff erforderlich ist, z. B. Silber
Bauart wird nach Beispiel 3, jedoch mit Cerfluorid 3» und Gold, Fühlerzellen, die dort verwendet werden
an Stelle des Praseodymfluorids, hergestellt. Die können, wo sich der Anschluß an eine äußere Strom-Filmdicken
betragen 3495, 7497, 1866 bzw. 2000 A. quelle ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen läßt.
Der Isolierfilm besteht aus Siliciumdioxid. Zwischen Die Verwendung der Zellen gemäß der Erfindung
der Anode und der Kathode besteht eine Leerlauf- als sauerstoffempfindliche Stromquellen erfordert, daß
spannung von 0,24 V, die sich zwischen den An- 35 die Zelle sich selbst unterhält, d. h., daß sie eine für
schlußpolen 126 und 166 messen läßt. Die Pole eines den Elektroneneinfang ausreichende Potentialdiffe-Mikro-Mikroamperemeters
werden mit diesen beiden renz zwischen den Elektronen erzeugt. Zellen der Anschlußpolen verbunden. Eine äußere Stromquelle Bauart gemäß Fig. 1 bis 6 eignen sich daher für
wird nicht verwendet Die Fühlerzelle wird in Atmo- diesen Zweck unter der Voraussetzung, daß die Mesphären
eingebracht, die 0, 21 bzw. 100% Sauer- 40 talle für die Anode und für die Kathode so gewählt
stoff enthalten. Die abgelesene Stromstärke beträgt werden, daß eine Potentialdifferenz zwischen den
in der ersten Atmosphäre 1 · 10~10 A, in der zweiten Elektroden von mindestens 0,2 V erzeugt wird.
Atmosphäre 2,75 · 1O-10A und in der dritten Atmo- Bei einer bevorzugten Stromquelle gemäß der Ersphäre
9,7-10~18 A. findung wird ein Elektrolytfilm aus Lantbanfluorid in
. 45 Verbindung mit einer Wismutanode und einer GoId-Example 5 generate potential difference as it is for the electron-A sensor cell of the in F i g. 1 to 3 depicted oxygen capture is required, e.g. B. Silver design is made according to Example 3, but with cerium fluoride 3 »and gold, sensor cells, which are used there instead of praseodymium fluoride. They can, where the connection to an external current film thicknesses amount to 3495, 7497, 1866 or 2000 A. source can be accomplished without difficulty.
The insulating film is made of silicon dioxide. Between the use of the cells according to the invention of the anode and the cathode there is an open circuit as oxygen-sensitive current sources that require a voltage of 0.24 V, which is between the terminals, the cell maintains itself, ie that it has one for terminal poles 126 and 166 can be measured. The poles of a potential difference micro-micro-ammeter that is sufficient to capture electrons are generated between the electrons with these two rence. Cells of the connection poles connected. An external power source of the type according to FIGS. 1 to 6 are therefore suitable for is not used for the cathode contain material selected in this way. The read current is to be that a potential difference between the first atmosphere is produced in the 1 x 10 ~ 10 A, in the second electrode of at least 0.2 volts.
Atmosphere 2.75 · 10 -10 A and in the third atmosphere 9.7-10 ~ 18 A. In a preferred power source according to the Ersphere 9.7-10 ~ 18 A. invention, an electrolyte film made of Lantban fluoride in. 45 Connection with a bismuth anode and a gold
Beispiel 6 kathode verwendet. In Abwesenheit von Sauerstoff
Eine Fühlerzelle der in F i g. 1 bis 3 dargestellten spielen sich, wie man annimmt, die folgenden Zellen-Bauart
wird nach Beispiel 3, jedoch mit Lanthan- reaktionen ab:
fluorid an Stelle des Praseodymfluorids, hergestellt. T_ Flektrnlvtpn·
Die Filmdicken betragen 2015, 8635, 4320 bzw. 5° *™™y™"- Example 6 cathode used. In the absence of oxygen, a sensor cell of the type shown in FIG. 1 to 3 play out, as one assumes, the following cell construction is according to Example 3, but with lanthanum reactions:
fluoride instead of praseodymium fluoride. T _ Flektrnlvtpn
The film thicknesses are 2015, 8635, 4320 or 5 ° * ™haben y ™ "-
2000 A. Der Isolierfilm besteht aus Siliciumdioxid. lLaFaJ + Lat» *· LaFt + b 2000 A. The insulating film is made of silicon dioxide. l LaF aJ + Lat »* · LaF t + b
Zwischen der Anode und der Kathode besteht eine An der Anode:Between the anode and the cathode there is an anode:
Leerlaufspannung von 0,50 V, die sich zwischen den Bi + 3 F~ ^ BiF + 3 e~Open circuit voltage of 0.50 V, which is between the Bi + 3 F ~ ^ BiF + 3 e ~
Anschlußpolen 12b und 166 messen läßt. Die Pole „·_».„.+ + +,,Connection poles 12b and 166 can be measured. The poles "· _". ". + + + ,,
eines Mikro-Mikroamperemeters werden mit diesen 55 "*" e of a micro-micro-ammeter are used with these 55 "*" e
Anschlußpolen verbunden. Eine äußere Stromquelle Das Lanthandifluorid-Kation ist praktisch unbe-Connection poles connected. An external power source The lanthanum fluoride cation is practically unaffected
wird nicht verwendet. Die Fühlerzelle wird in Atmo- weglich, und die Goldkathode liefert nur Elektronen.is not used. The sensor cell becomes atmospheric and the gold cathode only supplies electrons.
Sphären eingebracht, die verschiedene Sauerstoffkon- Aus der Spannungsreihe der Metalle errechnet sichSpheres introduced, the different oxygen concentration from the voltage series of the metals is calculated
zentrationen aufweisen, wobei die in den Beispielen eine theoretische Leerlaufspannung von 0,57 V. BeiHave centrations, the in the examples having a theoretical open circuit voltage of 0.57 V. At
3 bis S angegebenen Stromstärken festgestellt werden. 60 Anwesenheit von Sauerstoff im Zellenelektrolyten3 to S specified currents can be determined. 60 Presence of oxygen in the cell electrolyte
In Anbetracht der oben beschriebenen sehr gerin- spielen sich außer den obigen Reaktionen wahrschein-In view of the very minorities described above, in addition to the above reactions,
gen Dicke der in der Sauerstoffleitung gemäß der Er- lieh die folgenden Zellenreaktionen ab:
findung verwendeten Fume läßt sich die VorrichtungThe thickness of the cell in the oxygen line according to the Er- borrowed the following cell reactions:
Fume used to find the device
leicht in Mnriatur- und Mikrommiaturgröße anferti- An der Kathode:Easily made in miniature and micro-miniature size - At the cathode:
gen. So lassen sich Fühler von geeigneter Größe für 65 O. + e- -*- O,- (Elektroneneinfang)
Anwendungszwecke, wie die medizinische Diagnose,In this way, sensors of a suitable size for 65 O. + e- - * - O, - (electron capture)
Applications such as medical diagnosis,
z. B. für die Bestimmung der Sanerstoffspannung im Αλ der A»««z. B. for the determination of the sanitary material stress in the Αλ of the A »« «
Blut durch direkte intrazelluläre Messung, und für 4Bi + 3Ο2~-> 2Bi1O,+ 3 e~Blood by direct intracellular measurement, and for 4Bi + 3Ο 2 ~ -> 2Bi 1 O, + 3 e ~
1-5151-515
13 ^ 1413 ^ 14
Andere geeignete Kombinationen aus Anoden- und Beispiel 8
Kathodenmetall weiden nach der Spannungsreihe derOther suitable combinations of anode and example 8
Cathode metal graze according to the series of voltages
Metalle so ausgewählt, daß die Unterschiede in den Eine Stromquelle der in Fig. 1 bis 3 dargestelltenMetals selected so that the differences in the A power source shown in Figs. 1-3
Austrittsarbeiten dieser Elektroden (Leerlauf) die für Bauart wird unter Verwendung von einer glasiertenWork functions of these electrodes (open circuit) which are used for construction is made using a glazed
den Elektroneneinfang von Sauerstoff erforderliche 5 Alummiumoxidplatte, Wismut für den Anodenfilm,5 aluminum oxide plate required for electron capture of oxygen, bismuth for the anode film,
Potentialdifferenz zwischen den Elektroden von Praseodymfluorid für den Elektrolytfilm und GoldPotential difference between the electrodes of praseodymium fluoride for the electrolyte film and gold
mindestens 0,2 V erzeugen. Beispiele für verscbie- für den Kathodenfilra hergestellt. Die Filmdicken be-generate at least 0.2 V. Examples of verscbie- made for the cathode filra. The film thicknesses
dene Metalle, die als Zellenelektroden verwendet tragen 3174, 2744 bzw. 804 A.denier metals used as cell electrodes carry 3174, 2744 and 804 A respectively.
werden können, sind für die Kathode Gold, Platin, Zwischen dem Anschlußpol 126 des Anodenfilmsare for the cathode gold, platinum, between the connection terminal 126 of the anode film
Rhodium und Palladium, und für die Anode Silber, io und dem Anschlußpol 166 des Kathodenfilms wirdRhodium and palladium, and for the anode silver, io and the terminal pole 166 of the cathode film
Zink, Wismut, Berryllium, Cadmium, Rubidium, eine Leerlaufspannung von 0,5 V gemessen. NachZinc, bismuth, berryllium, cadmium, rubidium, an open circuit voltage of 0.5 V was measured. To
Lanthan, Eisen und BIeL Andere verwendbare Korn- dem Anschließen eines Belastungswiderstandes vonLanthanum, iron and BIeL Other suitable grains connecting a load resistor of
binationen aus Anoden- und Kathodenmetall als 1,0 · 109 Ohm an die Anschlußpole der Filme erhältcombinations of anode and cathode metal as 1.0 · 10 9 ohms at the terminal poles of the films
Wismut und Gold sind z. B. Lanthan und Gold, man in einer Atmosphäre mit einem SauerstoffgehaltBismuth and gold are z. B. Lanthanum and gold, one in an atmosphere with an oxygen content
Lanthan und Rhodium, Beryllium und Platin usw. 15 von 0% (einer reinen Stickstoffatmosphäre) eineLanthanum and rhodium, beryllium and platinum, etc. 15 of 0% (a pure nitrogen atmosphere) one
Während die obigen Gleichungen unter der An- Ausgangsspannung von 0,25 V, die eine Arbeits-While the above equations under the on-output voltage of 0.25 V, which is a working
nahme der Abwesenheit von Wasserdampf aufge- Stromstärke von 2,5 · 1O-10 A ergibtAssumption of the absence of water vapor recorded current strength of 2.5 · 10 -10 A results
stellt sind, haben Versuche gezeigt, daß die Empfind- Wenn die Stromquelle in eine Atmosphäre mittests have shown that the sensation when the power source is in an atmosphere with
lichkeit der Stromquelle gegen Sauerstoff durch Was- einer Sauerstoffkonzentration von 21 %> verbrachtpossibility of the power source against oxygen due to an oxygen concentration of 21%> spent
serdampf nicht beeinflußt wird. ao wird, erhält man mit dem gleichen Belastungswider-steam is not affected. ao is obtained with the same load resistance
Die Arbeitsweise der Stromquellen gemäß der Er- stand eine Ausgangsspannung von 0,37 V, die eineThe operation of the power sources according to the er- an output voltage of 0.37 V, the one
findung wird in den folgenden Beispielen erläutert. Arbeitsstromstärke von 0,37·10~9Α ergibt, d.h.Finding is explained in the following examples. Working amperage of 0.37 · 10 ~ 9 Α results, ie
. . eine anderthalLmal so große Arbeitsstromstärke wie. . an operating current one and a half times as large as
Β e 1 s ρ 1 e 1 7 m ejner Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt vonΒ e 1 s ρ 1 e 1 7 me j ner atmosphere with an oxygen content of
Eine Stromquelle der in Fig. 1 bis 3 dargestellten as 0%. Bei konstanter Belastung nimmt die Ausgangs-Bauart wird unter Verwendung von einer glasierten spannung im Verlaufe von 12 Stunden um 0,027 V ab. Aluminiumoxidplatte, Wismut für die Anode, Die Leistungscharakteristik dieser Zelle ist in Lanthanfluorid für den Elektrolytfilm und Gold für F i g. 9 dargestellt, in der die Beziehung zwischen die Kathode hergestellt. Die Filmdicken betragen der Polspannung der Stromquelle und der Ausgangs-4320, 8635 bzw. 2015 A. 30 Stromstärke für eine Veränderung des Belastungs-A current source of the as 0% shown in FIGS. 1 to 3. With constant load, the output type increases is decreased by 0.027 V over 12 hours using a glazed voltage. Alumina plate, bismuth for the anode, the performance characteristics of this cell is in Lanthanum fluoride for the electrolyte film and gold for Fig. 9, in which the relationship between made the cathode. The film thicknesses are the pole voltage of the power source and the output 4320, 8635 or 2015 A. 30 Amperage for a change in the load
Zwischen dem Anschlußpol 126 des Anodenfilms Widerstandes von 1010 bis 0 Ohm angegeben ist, wennBetween the connection pole 126 of the anode film resistance of 10 10 to 0 ohms is specified, if
und dem Anschlußpol 166 des Kathodenfilms besteht sich die Stromquelle in einer Atmosphäre mit einemand the terminal post 166 of the cathode film, the power source is in an atmosphere with a
eine Leerlaufspannung von 0,5 V. Nach dem konstanten Sauerstoffgehalt von 2 IVe befindet. Ausan open circuit voltage of 0.5 V. After the constant oxygen content of 2 IVe is located. the end
Anschließen eines Belastungswiderstandes von diesem Diagramm ersieht man, daß der effektiveConnecting a load resistor from this diagram shows that the effective
I1O-IO9 Ohm an die Anschlußpole der Filme erhält 35 innere Widerstand der Stromquelle ungefähr 2,0 · 108 I 1 O-IO 9 ohms to the terminal poles of the films obtained internal resistance of the current source 35 approximately 2.0 x 10 8
man in einer Atmosphäre mit einer Sauerstoffkonzen- Ohm beträgt und die Stromquelle sich in bezug aufone is in an atmosphere with an oxygen concentration ohm and the power source is in relation to
tratioü von 0% (einer reinen Stickstoffatmosphäre) die maximale zulässige Ausgangsstromstärke selbststep of 0% (a pure nitrogen atmosphere) the maximum permissible output current strength itself
eine Ausgangsspannung von 0,15 V, die eine Arbeits- begrenzt. Bei einer Ausgangsstromstärke von etwaan output voltage of 0.15 V, which limits a working. With an output current of approx
Stromstärke von 1,5· IO"10 A ergibt. 2,2 · 10~e A fällt die Ausgangsspannung auf Null ab.A current of 1.5 · 10 ~ 10 A results. 2.2 · 10 ~ e A, the output voltage drops to zero.
Wenn die Stromquelle in eine Atmosphäre mit 40If the power source is in a 40
einer Sauerstoffkonzentration von 21% verbracht Beispiel Vspent at an oxygen concentration of 21% Example V
wird, erhält man mit dem gleichen Belastungswider- Eine Stromquelle der in F i g. 1 bis 3 dargestelltenis obtained with the same load resistor. A current source as shown in FIG. 1 to 3 shown
stand eine Ausgangsspannung von 0,4 V, die eine Bauart wird unter Verwendung von einer glasiertenstood an output voltage of 0.4 V, which is a type using a glazed
Arbeitsstromstärke von 0,4 · 10-fl A ergibt, d. h. fast Aluminiumoxyidplatte, Wismut für den Anodenfilm,Working amperage of 0.4 · 10- fl A results, i.e. almost aluminum oxide plate, bismuth for the anode film,
das Dreifache der Arbeitsstromstärke bei einer Sauer- 45 Neodymfluorid für den Elektrolytfilm und Gold fürthree times the working amperage for an acid 45 neodymium fluoride for the electrolyte film and gold for
Stoffkonzentration von 0 °/o. Bei konstanter Belastung den Kathodenfilm hergestellt. Die Filmdicken betra-Substance concentration of 0%. The cathode film is produced under constant load. The film thickness is
sinkt die Ausgangsspannung innerhalb von 12 Stun- gen 2200, 2598 bzw. 878 A.the output voltage drops within 12 hours 2200, 2598 or 878 A.
den um 0,018 V ab. Zwischen dem Anschlußpol 126 des Anodenfilmsthe by 0.018 V. Between the terminal post 126 of the anode film
Die Leistungscharakteristik dieser Zelle ist in und dem Anschlußpol 166 des Kathodenfilms wird
F i g. 8 dargestellt, in der die Beziehung zwischen der 50 eine Leerlaufspannung von 0,5 V gemessen. Nach
Polspannung der Stromquelle und der Ausgangs- dem Anschließen eines Belastungswiderstandes von
Stromstärke für eine Veränderung des Belastungs- 1,0- 109Ohm an die Anschlußpole der Filme erhält
Widerstandes von 1010 bis 0 Ohm dargestellt ist, wenn man in einer Atmosphäre mit einem Sauerstoffgehalt
die Stromquelle sich in einer Atmosphäre mit einem von O"/o (einer reinen Stickstoffatmosphäre) eine Auskonstanten
Sauerstoffgehalt von 21 % befindet. Aus 55 gangsspannung von 0,27 V, die eine Arbeitsstromdiesem
Diagramm ergibt sich, daß der effektive innere stärke von 2,7 · 10-" A ergibt.
Widerstand der Stromquelle ungefähr 2,8 - 108 Ohm Wenn die Stromquelle in eine Atmosphäre mit
beträgt, und daß die Stromquelle sich in bezug auf die einem Sauerstoffgehalt von 21 °/o verbracht wird, ermaximal
zulässige Ausgangsstromstärke selbst be- hält man mit dem gleichen Belastungswiderstand
grenzt. Bei einer Ausgangsstromstärke von etwa 60 eine Ausgangsspannung von 0,40 V, die einer Arbeits-1,8
· 10~9 A sinkt die Ausgangsspannung auf Null ab. Stromstärke von 0,40 · 10~9 A entspricht, d. h. dem
Eine solche sich selbst begrenzende Charakteristik ist anderthalbfachen der Arbeitsstromstärke, die bei
von besonderem Wert für Anwendungszwecke, wie in einer Sauerstoffkonzentration von O°/o erhalten wird,
der biomedizinischen Elektronik, wo es erwünscht ist, Bei konstanter Belastung sinkt die Ausgangsspaneine
Stromquelle zur Verfügung zu haben, bei der die 65 nung im Verlaufe von 12 Stunden um 0,015 V ab.
Stromzufuhr oberhalb einer bestimmten maximalen Die Leistungscharakteristik dieser Zelle ist in
Stromstärke aufhört, ohne daß man sich eines Fig. 10 dargestellt, in der die Beziehung zwischen
Stromreglers zu bedienen braucht. der Polspannung der Stromquelle und der Ausgangs-The performance characteristic of this cell is in and the terminal post 166 of the cathode film becomes F i g. 8, in which the relationship between the 50 measured an open circuit voltage of 0.5V. After pole voltage of the power source and the output the connection of a load resistance of current strength for a change in the load 1.0-10 9 ohms to the terminal poles of the films is obtained resistance of 10 10 to 0 ohms is shown when you are in an atmosphere with a Oxygen content The power source is located in an atmosphere with an oxygen content of 21% (a pure nitrogen atmosphere) , 7 x 10- "A gives.
Resistance of the power source about 2.8 - 10 8 ohms. If the power source is in an atmosphere with, and that the power source is placed with respect to the oxygen content of 21%, the maximum permissible output current strength itself is kept at the same Load resistance limits. At an output current of about 60 an output voltage of 0.40 V, that of a working 1.8 · 10 ~ 9 A, the output voltage drops to zero. Current strength of 0.40 · 10 ~ 9 A corresponds, that is to say that such a self-limiting characteristic is one and a half times the working current strength which is obtained in biomedical electronics, where of particular value for applications such as in an oxygen concentration of 0 ° / o It is desirable, with constant load, to have a power source available where the output voltage drops by 0.015 V over the course of 12 hours.
Current supply above a certain maximum The power characteristic of this cell is ceased in amperage without being shown a Fig. 10 in which the relationship between current regulators needs to be used. the pole voltage of the power source and the output
tudo
Stromstärke bei Änderung des Belastungswiderstan- und Gold für den Kathodenfflm hergestellt Die FiImdes
von 10M bis 0 Ohm angegeben ist, wenn sich die dicken betragen 4320, 8635 bzw. 2015 A,
Stromquelle in einer Atmosphäre mit einem Sauer- Zwischen dem Anschlußpol 126 des AnodenfilmsAmperage when changing the load resistance and gold produced for the cathode film The film is specified from 10 M to 0 Ohm if the thickness is 4320, 8635 or 2015 A,
Power source in an atmosphere with an acidic intermediate terminal 126 of the anode film
stoffgehalt von 21 Vo befindet Aus diesem Diagramm und dem Anschlußpol 166 des Kathodenfilms wird ergibt sich, daß der effektive innere Widerstand der S eine Leerlaufspannung von 0,5 V gemessen. Nach Stromquelle etwa 3,0 · 108 Ohm beträgt und die dem Anschließen eines Belastungswiderstandes von Stromquelle sich in bemg auf die maximal zulässige 1,0 · 10» Ohm an die Anschlußpole der Filme erhält Ausgangsstromstärke selbst begrenzt man eine Ausgangsspannung von 0,15 V, die einermaterial content of 21 Vo is located. From this diagram and the connection pole 166 of the cathode film it can be seen that the effective internal resistance of the S is measured at an open circuit voltage of 0.5 V. According to the power source is about 3.0 · 10 8 ohms and the output current strength obtained by connecting a load resistor from the power source is limited to the maximum permissible 1.0 · 10 »ohms at the terminal poles of the films, an output voltage of 0.15 V is limited that one
Bei einer Ausgangsstromstärke von etwa Arbeitsstromstärke von 1,5 · 10~Μ Α entspricht Bei 1,6-10"9A sinkt die Ausgangsspannung auf Null. io konstanter Belastung sinkt die AusgangsspannungAt an output current strength of approximately working current strength of 1.5 · 10 ~ Μ Α corresponds to 1.6-10 " 9 A, the output voltage drops to zero. If the load is constant, the output voltage drops
In Anbetracht der sehr geringen Filmdicken, die innerhalb von 12 Stunden um 0,018 V ab.
in der Stromquelle gemäß der Erfindung verwendet Diese und andere Leistungscharakteristiken derIn view of the very thin film thickness, which decreases by 0.018 V within 12 hours.
These and other performance characteristics of the
werden, läßt sich die Vorrichtung leicht in Miniatur- Batterie sind in Fig. 11 dargestellt, in der die Be- und Mikrominiaturgröße bauen. Daher kann man Ziehung zwischen der Polspannung der Batterie und leicht Stromquellen von geeigneter Größe für die 15 der Ausgangsstromstärke bei Änderung des Beobenerwähnten und andere hinsichtlich des Raumes lastungswiderstandes von 1010 bis 0 Ohm angegeben beschränkte Anwendungszwecke nach der Filmauf- ist Aus diesem Diagramm ergibt sich, daß der effekdampfmethode herstellen. Da die Zelle keine flüs- tive interne Widerstand der Batterie ungefähr sigen Bestandteile enthält, die umherspritzen, vi- 2,5-109 Ohm beträgt und daß die Batterie sich in brieren oder zu durch Stoß verursachten Leistungs- ao bezug auf die maximal zulässige Ausgangsstromstärke abweichungen Anlaß geben könnten, eignen sich die selbst begrenzt. Bei einer Ausgangsstromstärke von erfindungsgemäß hergestellten Stromquellen für An- etwa 2,0- 10"10A sinkt die Ausgangsspannung auf wendungszwecke, bei denen es auf eine robuste Bau- Null. Eine solche sich selbst begrenzende Charakart ankommt. teristik ist besonders wichtig für AnwendungszweckeThe device can be easily built in miniature battery are shown in Fig. 11, in which the construction and micro-miniature size. Therefore, one can draw between the terminal voltage of the battery and easily power sources of suitable size for the output current intensity when changing the above mentioned and other limited application purposes specified with regard to the space load resistance of 10 10 to 0 ohms after the film is open. that produce the effec vapor method. Since the cell does not contain any liquid internal resistance of the battery, dangerous components that splash around, is between 2.5-10 9 ohms and that the battery burns itself or experiences shock caused power in relation to the maximum permissible output current deviations could give rise to, are themselves limited. With an output current strength of current sources manufactured according to the invention for approximately 2.0-10 "10 A, the output voltage drops for purposes that require a robust construction. Such a self-limiting characteristic is particularly important for purposes of application
Für die dritte der obenerwähnten Anwendungs- as im Sinne der Erfindung, wie z. B. in der biomediziarten
gemäß der Erfindung ist es erforderlich, daß nischen Elektronik, wo es wünschenswert sein kann,
die Zelle als Batterie arbeitet, ohne daß es zu Lei- eine Batterie zur Verfügung zu haben, deren Stromstungsabweichungen
auf Grund von Änderungen in zufuhr oberhalb einer zuvor bestimmten maximalen der Sauerstoffkonzentration der Umgebung kommt Stromstärke aufhört, ohne daß man sich eines Stromin
diesem Falle ist die Zelle gemäß der Erfindung 30 reglers zu bedienen braucht,
in ein für Sauerstoff undurchlässiges Gehäuse eingeschlossen. Vorzugsweise wird der Sauerstoff aus der Beispiel 11
Anode, der Kathode und dem Elektrolyten nach demFor the third of the above-mentioned application as within the meaning of the invention, such as. B. in the biomedical according to the invention, it is necessary that niche electronics, where it may be desirable, the cell works as a battery without it being too Lei- to have a battery available, whose Stromstungsabänder due to changes in supply above a previously determined maximum of the oxygen concentration of the environment comes current strength ceases without one having to use a current in this case the cell according to the invention 30 regulator needs to be operated,
Enclosed in a housing impermeable to oxygen. Preferably the oxygen from Example 11
Anode, the cathode and the electrolyte according to the
Zusammenbau evakuiert, oder der Zusammenbau er- Eine Batterie der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Baufolgt
in einer sauerstofffreien Umgebung. Dann wird 35 art wird unter Verwendung von Wismut für den
das Aggregat in ein für Sauerstoff undurchlässiges Anodenfilm, Praseodymfluorid für den Elektrolyt-Gehäuse
eingeschlossen. Zum Beispiel können der film und Gold für den Kathodenfilm hergestellt. Die
Film 18 und der Träger 10 in Fig. 1 ein solches Ge- Filmdicken betragen 3174, 2744 bzw. 804 A.
häuse bilden, wenn sie aus Stoffen, wie Siliciumdioxid, Zwischen dem Anschlußpol 12 b des AnodenfilmsAssembly evacuated, or assembly a battery of the type shown in FIG. 1 to 3, the construction shown follows in an oxygen-free environment. Then 35 art is enclosed in an anode film impermeable to oxygen, using bismuth for the aggregate, and praseodymium fluoride for the electrolyte housing. For example, the film and gold can be made for the cathode film. The film 18 and the carrier 10 in FIG. 1 such a film thickness are 3174, 2744 and 804 A, respectively.
Form housing if they are made of materials such as silicon dioxide, between the terminal pole 12 b of the anode film
Tantaloxid, Aluminiumoxid oder Siliciumoxid, be- 40 und dem Anschlußpol 166 des Kathodenfilms wird stehen. Da bei dieser Anwendungsart als Batterie eine Leerlaufspannung von 0,5 V gemessen. Nach keine Sauerstoffanionen in der Zelle enthalten sind, dem Anschließen eines Belastungswiderstandes von kann die Zellenanode aus einem Metall bestehen, das 1,0 · 109 Ohm an die Anschlußpole der Filme erhält beständige Fluoride bildet, während bei den anderen man eine Ausgangsspannung von 0,25 V, die einer Anwendungsformen das Anodenmetall beständige 45 Arbeitsstromstärke von 2,5 · 10~10 A entspricht. Bei Oxide und Fluoride bilden muß. konstanter Belastung nimmt die AusgangsspannungTantalum oxide, aluminum oxide or silicon oxide, 40 and the terminal post 166 of the cathode film will stand. Because with this type of application as a battery, an open circuit voltage of 0.5 V is measured. After no oxygen anions are contained in the cell, by connecting a load resistor, the cell anode can consist of a metal which forms 1.0 · 10 9 ohms at the terminal poles of the films, while the others have an output voltage of 0, 25 V, which corresponds to an application of the anode metal resistant 45 working current strength of 2.5 · 10 ~ 10 A. Must form when oxides and fluorides. constant load decreases the output voltage
Für diese Anwendungsart als Batterie ist es ferner im Verlaufe von 12 Stunden um 0,027 V ab.
erforderlich, daß die Zelle gemäß der Erfindung un- Diese und andere Leistungscharakteristiken derFor this type of application as a battery, it is also 0.027 V over the course of 12 hours.
This and other performance characteristics of the
abhängig von einer äußeren Stromquelle arbeitet. Batterie ergeben sich aus Fig. 12, in der die Be-Daher bestehen Anode und Kathode der Zelle in die- 50 ziehung zwischen der Polspannung der Batterie und sem Falle aus unähnlichen Metallen, die in der Span- der Ausgangsstromstärke bei Änderung des Benungsreihe der Metalle weit voneinander entfernt lastungswiderstandes von 1010 bis 0 Ohm dargestellt stehen, wobei das Anodenmetall eine geringere Aus- ist. Aus diesem Diagramm ergibt sich, daß der effektrittsarbeit hat als das Kathodenmetall, so daß die tive innere Widerstand der Batterie ungefähr Zelle eine Potentialdifferenz zwischen den Elektro- 55 1,1 · 109Ohm beträgt und daß die Batterie sich in den entwickelt. bezug auf die maximal zulässige Ausgangsstromstärkeworks depending on an external power source. Batteries are shown in Fig. 12, in which the anode and cathode of the cell consist in the relationship between the terminal voltage of the battery and in this case of dissimilar metals, the output amperage when changing the range of the metals load resistance of 10 10 to 0 ohms are shown far apart from one another, with the anode metal having a lower value. From this diagram it can be seen that the work function has as the cathode metal, so that the tive internal resistance of the battery is approximately a potential difference between the electrical 55 1.1 · 10 9 ohms and that the battery develops in the cell. with reference to the maximum permissible output current
Erfindungsgemäß gebaute Batterien zeigen eine selbst begrenzt. Bei einer Ausgangsstromstärke von Arbeitscharakteristik, bei der die zwischen der Anode etwa 5,0 10"10A sinkt die Ausgangsspannung auf und der Kathode bestehende Spannung bis auf Null Null.Batteries built according to the invention show a self-limited. In the case of an output current intensity of the working characteristic, at which the voltage between the anode is approximately 5.0 10 " 10 A, the output voltage drops to and the voltage between the cathode drops to zero.
abnimmt, wenn der äußere Belastungswiderstand 60 Beispiel 12decreases when the external load resistance is 60 Example 12
unter eine bestimmte Höhe sinkt, wie es in den nach-falls below a certain level, as it is in the subsequent
stehenden Beispielen im einzelnen beschrieben ist. Eine Batterie der in F i g. 1 bis 3 dargestellten BauExamples are described in detail. A battery of the type shown in FIG. 1 to 3 shown construction
art wird mit Wismut für den Anodeiifilm, Neodym-art is used with bismuth for the anodei film, neodymium
Beispiel 10 fluorid für den Elektrolytfilm und Gold für den Ka-Example 10 fluoride for the electrolyte film and gold for the cable
65 thodenfilm hergestellt. Die Filmdicken betragen 2200,65 method film produced. The film thickness is 2200,
Eine Batterie der in F i g. 1 bis 3 dargestellten Bau- 2598 bzw. 878 A.A battery of the type shown in FIG. 1 to 3 shown construction 2598 or 878 A.
art wird unter Verwendung von Wismut für den Zwischen dem Anschlußpol 126 des Anodenfiluisart is made using bismuth for the intermediate terminal 126 of the anode filuis
Anodenfilm, Lanthanfluorid für den Elektrolytfilm und dem Anschlußpol 16 6 des Kathodenfilms wirdAnode film, lanthanum fluoride for the electrolyte film and the connection terminal 16 6 of the cathode film
eine Leerlaufspannung von 0,5 V gemessen. Nach dem Anschließen eines Belastungswiderstandes von M) · 10« Ohm an die Anschlußpole der Elektrodenfilme erhält man eine Ausgangsspannung von 0,27 V, die einer Arbeitsstromstärke von 2,7 · ΙΟ"10 Α entspricht, Bei konstanter Belastung nimmt die Ausgangsspannung im Verlaufe von 12 Stunden um 0,015 V ab.an open circuit voltage of 0.5 V was measured. After connecting a load resistor of M) · 10 «ohms to the connection poles of the electrode films, an output voltage of 0.27 V is obtained, which corresponds to an operating current of 2.7 · ΙΟ" 10 Α. With constant load, the output voltage increases in the course of 12 hours by 0.015 V.
Diese und andere Leisiungscharakteristiken der Batterie ergeben sich aus Fig. 13, in der die Be-These and other performance characteristics of the Battery result from Fig. 13, in which the loading
Ziehung zwischen der Polspannung der Battei der Ausgangsstromstärke bei Änderung df lastungswiderstandes von 1010 bis 0 Ohm dar; ist Aus diesem Diagramm ergibt sich, daß dei tive innere Widerstand der Batterie etwa 1,0 - K beträgt und daß die Batterie sich in bezug ζ maximal zulässige Ausgangsstromstärke selb grenzt. Bei einer Ausgangsstromstärke von 6,0-10-10A sinkt die Ausgangsspannuni NuU ab.Draw between the pole voltage of the battery and the output current when the load resistance changes from 10 10 to 0 ohms; This diagram shows that the dei tive internal resistance of the battery is about 1.0 - K and that the battery is self-limiting with regard to ζ maximum permissible output current. At an output current of 10 A 6,0-10- the Ausgangsspannuni nuu decreases.
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