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Positivelement für elektrische Bleiakkumulatoren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Positivelement für elektrische Bleiakkumulatoren mit einer Mehrzahl von zylinderartigen Aktivmassekörpern, die auf zylindrischen, am Ende Fortsätze aufweisenden Metallzellen geformt und teilweise mit einem gegen Säure- und elektrochemische Einflüsse widerstands- fähigen Material, wie z. B. Filz od. dgl.. umkleidet sind.
Positivelemente, deren Aktivmasse mit einem gegen Säure- und elektrochemische Einflüsse widerstandsfähigen Material, beispielsweise mit Filz umkleidet sind, sind bekannt. Bei der durch die Aufladung und Entladung auftretenden Volumsänderung der Aktivmasse wird die Verkleidung jedoch so sehr beansprucht, dass sie zerstört wird oder ihre Filterwirkung durch Risse, Aufdehnungen usw. einbüssen kann.
Bekannt ist ferner, Aktivmassekörper, die auf zylindrischen Metallseelen geformt sind, in ein Doppelgewebe einzubringen. Auch hiebei treten die Ausdelmungsktäfte schädlich auf. Überdies ist ein Dop- pelgewebe zwar fester, aber nicht so feinporig wie beispielsweise eine Filzumkleidung.
Diese Nachteile beseitigt die Erfindung dadurch, dass ein an sich bekannter um die Positivelemente angeordneter Aussenmantel aus einem Doppelgewebe aus synthetischen Fasern hoher Festigkeit, in welche die umkleideten Aktivmassekörper eingeführt sind, mit Perforationen versehen ist, in denen die mit Filz od. dgl. yerk1eidete Aktivmasse unter Aufblähung warzenartige Vorsprünge bildet.
Die Erfindung erreicht dadurch, dass die guten Eigenschaften des widerstandsfähigen Materials, z. B.
Filz, erhalten bleiben, seine geringe Festigkeit jedoch von dem Doppelgewebe aufgenommen wird, wobei die Ausdehnung von der Aufblähung der Perforation aufgefangen wird, die überdies kapazitätserhöhend wirkt.
Die Metallseelen bestehen vorteilhaft aus Blei. Als synthetische Fasern können vorzugsweise solche ausAcrylen, Vinylen oder Mischpolymerisaten Anwendung finden, wenn. sie nur gegen Säuren widerstandsfähig sind. Die Verkleidung der Aktivmassekörper kann an Stelle von Filz aus einem ändern, gegen Säu- re widerstandsfähigem Material bestehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, welches das erfindungsgemässe Produkt zeigt. Sämtliche Figuren sind Schaubilder.
In Fig.1 ist oben ein mehrzelliger Mantel 10 dargestellt, welcher aus Gewebe, insbesondere solchem aus synthetischen. Fasern besteht, welche durch einen thermischen Vorgang einem Härtungsprozess unter- worfen werden können, u. zw. bei einer etwas unter der plastischen Erweichungstemperatur liegenden Wärme ;
Der mehrzellige Mantel 10 wird aus üblichen Flach- oder Rundgeweben hergestellt und ist daher anfangs schlaff. Durch Einführung von Kernen 14 in die Zellen oder Taschen dieses Mantels und entsprechende Erwärmung wird das Gewebe gehärtet, so dass formhaltige Körper mit einer Mehrzahl von zylindrischen Zellen 19 entstehen.
Vorteilhaft wird der Körper lQa in der Weise hergestellt, dass die sper zur Achse der Zellen geführten Gewebefäden abwechselnd von einer zur andem Seite der Zellen geleitet werden, wie dies durch die Bezugsziffem 10'und 10"in Fig. 2 ersichtlich ist.
Um die zylindrischen Aktivmassekörper 11 wird eine Verkleidung 16 aus einem sehr porösen, aber nur sehr kleine Poren. aufweisenden Material aufgebracht, beispielsweise aus Filz, welcher aus synthetischen Fasern besteht. Vorzugsweise wird zur Aufbringung der Verkleidung 16 ein Filzstreifen 16'angewendet, der schraubeninienanig um den zylinderartigen Aktivmassektrper gewickelt wird.
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Die derart verkleideten Zylinder 11 werden in die zahlreichen zylindrischen Taschen des bereits gehärteten Aussenmantels lOaeingeschoben, welcher nach aussen eine poröse Gewebestruktur aufweist und innen die mit der Filzverkleidung 16 versehenen Aktivmassekörper 11 trägt. Das Element wird durch Querbalken n'vervollständigt, welche vorzugsweise aus Blei bestehen und die Enden 14 der Metallseelen 12 der einzelnen Aktivmassekörper 11 untereinander verbinden, so dass die Aktivmassen 18 der einzelnen Elemente elektrisch aneinandergeschlossen sind.
Das die gehärteten Wandungen der zylindrischen Zellen enthaltende Element lOb ist mit Perforationen 21 (Fig. 2) ausgestattet, welche eine nicht zu geringe Öffnungsweite, beispielsweise von einem oder zwei Millimetern aufweisen. Diese Perforationsöffnungen haben den Zweck, dem Aktivmassematerial des zylinderartigen Körpers 11 bei seinem unter dem Einfluss der ersten elektrischen Ladungen erfolgenden Aufblähen die Bildung von warzenartigen Vorsprüngen 22 (Fig. 3) zu gestatten, wobei der Austritt von Aktivmasse durch die Filzverkleidung 16 verhindert wird. Dadurch wird eine nicht unerhebliche Volumsvergrösserung der Aktivmasse und eine beachtliche Erhöhung der für den Durchtritt der Elektrolytflüssigkeit wirksamen Porenoberfläche erreicht.
Die erfindungsgemässen Akkumulatorenelemente weisen also eine doppelte Ausbildung mantelartiger Hüllen auf. Die innere Hülle, welche die zylinderartigen Aktivmasselörper 11 ummantelt und als Filzverkleidung 16 ausgebildet ist, gestattet infolge ihrer hohen Porosität weitestgehend den Dmchtritt der elektrolytischen Flüssigkeit, welche also jeden Punkt der Oberfläche der Aktivmassekörper erreichen kann,
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elektrochemischeAkkumulators gewährleistet ist, obgleich der Filz zu einer vollkommenen Filtriemng der Flüssigkeit unter Verhinderung eines Durchtritts selbst kleinster Masseteilchen imstande ist. Ein solcher Filz wäre jedoch in der Regel nicht in der Lage, der Ausdehnungskraft der sich aufblähenden Aktivmasse zu widerstehen.
Die mechanische Festigkeit eines solchen Filzes reicht jedoch aus, wenn-im Sinne der Erfindung - die äussere Hülle als Aussenmantel 10a Anwendung findet und die Aufblähung der Aktivmasse nur im Bereich der verhältnismässig kleinen Perforationsöffnung 21 dieses Aussenmantels erfolgen kann.
Die Aufgabe, die mechanischen Kräfte aufzunehmen, ist dem Aussenmantel zugeteilt, welcher wegen. der Wirksamkeit der Filzumkleidung als Innenmantel auch mit verhältnismässig weiten Maschen ausgeführt sein kann. Dies ergibt eine besondere Wirtschaftlichkeit und eine ausgezeichnete Durchlässigkeit für die elektrolytische Flüssigkeit.
In Fig. l ist in vergrösserten schematischen Darstellungen veranschaulicht, wie der zylinderartig Aktivmassekörper 11 gebildet und in die Taschen des AuBenmantels lOa eingeschoben werden kann. Zur Herstellung des Aktivmassekörpers ist dessen Metallseele 12, die vorzugsweise ans Blei bestehen wird, mit Bunden 13 an ihren noch weiter vorspringenden, die Ansätze 14 tragenden Enden ausgestattet. Die in die taschenartige Zellen 19 des Aussengewebes 10a eingeschobenen Aktivmasseltörper 11 sind als Einheit lOb in Fig. 2 vergrössert veranschaulicht, wobei nur ein Abriss zur Darstellung gebracht ist, welcher die Per- forationsöffhungen 21 zeigt.
Aus dieser Figur ist auch ein Teil des die Ansätze 14 aufnehmenden Querbalkens 17 zu entnehmen, welcher zu diesem Zwecke vorteilhaft Bohrungen 20 aufweist. Fig. 3 veranbchaulicht einen Ausschnitt aus der Gesamtanordnung im fertigen Zustand, mit den warzenartigen Vorsprüngen 22, wobei der durch einen Aktivmassekörper geführte Axialschnitt beide Hüllen sowie die Befestigung des Endteiles 14a eines Ansatzes 14 in einer Bohrung 20 des Querbalkens 17 zeigt. Diese Befestigung wird vorteilhaft durch einen Wtvorgang ergänzt.
Durch die Anwendung der Erfindung lassen sich die. Nachteile der bisher bekannten Gewebetaschen ebenso vermeiden wie die der aus Ebonit oder ähnlichem Material bestehenden petforierten HU11en, bei welchen die Perfbrationsöffhungen nur sehr klein sein dilrfen, damit ein DurchtEitt von Masseteilchen ver- mieden wird und wobei eine Verstopfung durch solche dennoch nicht verhindert : werden kann, was wieder die Wirksamkeit der elektrolytischen Flüssigkeit auf die Aktivmasse behindert.
Hingegen gewährleistet die Anwendung der Erfindung, dass jede Stelle der Alto ? masse mit der Flüssigkeit des Akkumulators in Berührung kommt. Darüber hinaus ist die durch die AcSen-und InnenhüHe trotz der eingeschlossenen Aktivmasse ansehnliche Elastizität der Elemente, die nach der Erfindung hergestellt sind, bedeutend. Dies ist wichtig, weil die Hüllen mit den Perfora. tienen den durch die Aufladung und durch die Entladung bedingten Volumsänderungen der Aktivmasse ohne weiters zu folgen vermögen,
Die Erfindung soll auf das dargestellte und beschriebene, AusfUhrungsbeitpie1 nicht beschränkt sein, sondern lässt die Verwirklichung in zahlreichen weiteren Möglichkeiten zu.