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Elektrode für galvanische Elemente, insbesondere positive Röhrchenplatte für Blei-Schwefelsäure-Akkumulatoren
Die Erfindung betrifft eine Elektrode für galvanische Elemente, insbesondere eine positive
Röhrchenplatte für Blei-Schwefelsäure-Akkumulatoren, deren aktive Masse von einer elektrolyt- durchlässigen Hülle aus einer säurebeständigen und gegenüber den Reaktionen innerhalb des Elementes beständigen, porösen oder perforierten Kunststoffolie umgeben ist.
Es ist bereits bekannt, die vorgenannten Hüllen aus einem inneren Röhrchen aus einem
Glaswollgewebe und aus einem äusseren, dünnwandigen, perforierten Röhrchen aus einer Kunststoffolie anzufertigen. Es ist weiterhin bekannt, solche Hüllen aus einem gewebten oder geflochtenen Strumpf aus Fasermaterial herzustellen, das so behandelt und verarbeitet wird, dass der Strumpf seine
Röhrchenform selbsttragend beibehält. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die leitenden Stäbe der Elektroden mit aktiver Masse in Pastenform zu bekleiden und nach dem Erhärten der Paste die pastierten Stäbe mit einer Hülle aus einem bandförmigen Faserstoff spiralförmig zu umwickeln.
Wenn sich auch einige der bisher entwickelten Hüllenkonstruktionen als geeignet erwiesen haben, so sind inzwischen doch viele vorgeschlagene Konstruktionen als weniger zweckmässig wieder fallen gelassen worden. Ein Nachteil aller bisher vorgeschlagenen Hüllen liegt darin, dass sie in der Herstellung verhältnismässig teuer sind und meist auch nur schwierig an den Elektrodenstäben anzubringen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nicht nur den letztgenannten Mangel zu beheben, sondern zugleich eine Hülle zu schaffen, die neben einer vereinfachten Herstellung und vereinfachten Anbringung auch noch eine Erhöhung der Kapazität des galvanischen Elementes ermöglicht.
Durch die erfindungsgemässe Elektrode werden die genannten Probleme dadurch gelöst, dass die Hülle teils aus einer die Stäbe abwechselnd umgebenden, käfigförmig hin und her gefalteten Folie und teils aus einer oder mehreren ebenen Folien besteht, welche die beiderseits offengebliebenen Rinnen der gefalteten Folie überdecken und mit dieser verbunden sind.
Solche Hüllen sind nach den bereits vorliegenden praktischen Erfahrungen einfacher als die bisher bekannten, voneinander unabhängigen, kreisrunden Hüllen herzustellen und auch einfacher an den Elektrodenstäben festzulegen und verhindern trotzdem in wirksamer Weise ein Herausfallen aktiver Masse aus den gebildeten, etwa quadratischen Käfigen. überdies lässt sich in den im Querschnitt etwa quadratischen, langgestreckten Hohlräumen jedes Röhrchens mehr aktive Masse als in den bisher üblichen Röhrchen runden Querschnittes unterbringen, wodurch die Kapazität des Elementes bzw. einer Akkumulatorzelle grösser als bei Verwendung bisher üblicher Elektroden ist.
In den Zeichnungen sind mögliche Ausführungsarten der Erfindung veranschaulicht ; es zeigen : Fig. l eine erfindungsgemässe Elektrode in einer Teilseitenansicht (Teile der Elektrode sind zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten geschnitten dargestellt) ; Fig. 2 den in Fig. l dargestellten Elektrodenteil in einem Querschnitt ; Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche, jedoch schematisch gehaltene Querschnittdarstellung, aus der die Faltung die Elektrodenhüllen bildender Folien ersichtlich ist ; Fig. 4 einen vergrössert dargestellten Teilausschnitt der Fig. 3 ; Fig. 5 einen der Fig. 4 ähnlichen Teilquerschnitt einer gegenüber Fig. 4 abgewandelten Hüllenkonstruktion.
Die in Fig. l dargestellte Röhrchenplatte ist eine positive Elektrode eines Blei-SchwefelsäureAkkumulators und besteht aus mittels Querstegen-5 und 7-mit Abstand nebeneinander
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zusac mengefügten leitenden Stäuben-4--, die jeweils von aktiver Masse-3-und einer die Masse an den Stäben --4-- festhaltenden, nachstehend näher beschriebenen Hülle bestehen. Der obere Quersteg-5--ist an seinem einen Ende in üblicher Weise mit einem Kontaktstück-6-versehen.
Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, ist die die einzelnen leitenden Stäube-4-- umgebende aktive Masse-3-zu jeweils etwa 3/4 jedes Röhrchenumfanges von einer käfigförmig hin und her gefalteten, perforierten Folie-8-aus Kunststoff umgeben. Als geeigneter Kunststoff kommen säurebeständiges Polyvinylchlorid, Polyester und damit vergleichbare Materialien in Frage. Die beiderseits der Platte an den einzelnen Röhrchen offen gebliebenen Rinnen sind zunächst von einer ebenen Faserschicht --2-- aus Glasfasern oder einem hiemit vergleichbaren Fasermaterial, z.
B. als Gewebe oder Filz, abgedeckt, während die beiden Faserschichten --2-- an den Aussenseiten der Elektrodenplatte noch durch je eine perforierte Folie-l-abgedeckt sind, die so dünnwandig ist, wie es mit Rücksicht auf die mechanischen Beanspruchungen, welche in der Elektrode auftreten, gerade noch zulässig ist.
Bei der in Fig. 5 dargestellten abgewandelten, Elektrode ist die gefaltete, perforierte Folie-S-- auf einer Seite noch mit einer durchlässigen Faserschicht --2-- beschichtet, wie sie in gleicher Weise ausserdem als Zwischenschicht zwischen der gefalteten Folie-8-und der ebenen perforierten Folie - l-vorgesehen ist. Dabei ist die äussere perforierte Folie-l-und die an deren Innenseite verlaufende Faserschicht --2-- bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel um die ganze Elektrode herumgeführt, wodurch der Zusammenhalt der ganzen Elektrode weiterhin verbessert wird. In der Praxis wird man zwischen Ausführungsformen gemäss den Fig. 4 und 5 je nach den in bezug auf Lebensdauer der fertigen Elektrode gestellten Anforderungen wählen.
Bei der Herstellung einer erfmdungsgemässen Elektrode wird ein Streifen einer Kunststoffolie, beispielsweise einer perforierten Polyesterfolie, mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges gefaltet. Der Streifen besitzt eine der Länge der leitenden Stäbe-4-entsprechende Breite. Während die Folie um das Werkzeug in Form einer Anzahl von Dornen herumgefaltet ist, werden die äusseren, ebenen, perforierten Folien-l-mit oder ohne Zwischenfügung je einer Faserschicht --2-- aufgebracht.
Die Zusammenfügung der käfigartig hin und her gefalteten, mittleren Folie-8-mit den ebenen äusseren Folien--l--und gegebenenfalls mit den Faserschichten --2-- erfolgt mittels Kleben oder Schweissen, was sich selbst bei Vorhandensein der zwischengefügten Faserschichten --2-- sehr gut
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oder Leimen auch von diesem Material durchdrungen, so dass alle Folien und Faserschichten zu einem verhältnismässig starren Hüllenkörper vereinigt werden.
Die beschriebenen Hüllenkörper lassen sich nicht nur billiger und einfacher als die bekannten Hüllen herstellen, die für jedes leitende Stäbchen getrennt hergestellt werden mussten, sie lassen sich auch in wesentlich kürzerer Zeit an den pastierten Stäben-4--der Elektrode anbringen, als zum Anbringen der bisher üblichen, voneinander getrennten Hüllen benötigt wurde. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass der gesamte Hüllenkörper eine grössere mechanische Festigkeit als die bisher verwendeten Hüllen aufweist. Während es bisher üblich war, die hier betroffenen Röhrchenelektroden aus 15 oder 19 einzelnen Röhrchen zusammenzusetzen, können die beschriebenen Elektroden wesentlich mehr pastierte Stäbe aufweisen, ohne dass darunter die mechanische Festigkeit der gesamten Elektrode leiden würde.
Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten der beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden. So könnte die verwendete Folie auch aus einem filzartig zusammengefügten Kunststoff-Fasermaterial oder auch aus einem gewebten Kunststoff-Fasermaterial bestehen. Die mittlere Folie-8-könnte auch in anderer Weise als dargestellt hin und her gefaltet sein, in welchem Falle die einzelnen Elektrodenstäbe einen andern Querschnitt als den dargestellten, etwa quadratischen Querschnitt erhalten würden. Es sind auch noch andere Abwandlungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Elektrode denkbar, ohne dass dadurch der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
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