CS202566B2

CS202566B2 - Galvanic primary cell

Info

Publication number: CS202566B2
Application number: CS772051A
Authority: CS
Inventors: Werner Riedl
Original assignee: Varta Batterie
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1977-03-28
Publication date: 1981-01-30
Also published as: GR70656B; DE2619178A1; BE852166A; FR2349966A1; CA1078454A; ES226638Y; GB1517137A; DK150050B; DE2619178B2; BR7701302A; DD129834A5; NZ183968A; HK26079A; ES226638U; JPS52133534A; CH611461A5; SE433415B; NO771402L; TR19554A; MX142922A

Abstract

In order to seal galvanic primary elements at the ends in a liquid-tight manner and directly after the incorporation of electrode compound (9), without having to form any additional bordering of a cell sheath for this purpose, the present element has a plastic sealing element (5) into whose bottom the edge (7), with a surrounding rim, of the cell cup (1) engages. The rim of this edge is bent through 190 DEG and rests in a positively-locking and sealing manner over 100 DEG at the bottom on a flanged part (6) of the plastic sealing element (5). The end of the edge (7) is positioned in a self-locking manner on an attachment (8) on the sealing element (5). <IMAGE>

Description

(54) Galvanický primární článek(54) Primary cell

Vynález se týká galvanického primárního článku s válcovým kalíškem článku, který je uzavřen těsnicím prvkem z umělé hmoty, do· jehož spodní strany zasahuje olemovaný okraj kalíšku článku.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a galvanic primary cell with a cylindrical cell cup, which is closed by a plastic sealing element, into the bottom of which a flanged edge of the cell cup extends.

•Primární články s kyselým nebo alkalickým elektrolytem mají všeobecně válcový tvar s kalíškem článku ve tvaru nádobky pro uložení elektrodových materiálů, s těsnicím prvkem z umělé -hmoty, který uzavírá primární článek na čelní straně nepropustně pro kapalinu, a s kladným a záporným kontaktním kotoučem, někdy také nazývaným terčíkem, a s izolačním pláštěm.• Primary cells with acid or alkaline electrolyte have a generally cylindrical shape with a cup-like cell for storing electrode materials, with a plastic-sealing element that closes the primary cell on a liquid-tight front, and a positive and negative contact disc, sometimes also called a target, and with an insulating jacket.

U primárních článků, u kterých je záporná -rozpustná elektroda vytvořená jako kalíšek článku - (Leclanchéův článek), jsou známé různé konstrukce, u kterých je těsnicí prvek z umělé hmoty zatlačen j.ako zátka do kalíšku článku. Tento uzavírací prvek z umělé hmoty je například upnut mezi vroubkem v kalíšku článku a olemovaným horním okrajem kalíšku článku (US patent č. 3 694 267), nebo u jiných konstrukcí je opřen těsnicí prvek o elektrodu a jeho poloha je dána olemovaným kalíškem článku (US patent č. 3 -016 414).In primary cells in which the negative-soluble electrode is formed as a cell cup (Leclanché cell), various constructions are known in which the plastic sealing element is pushed as a plug into the cell cup. For example, the plastic closure member is clamped between the knurl in the cell cup and the hemmed top edge of the cell cup (U.S. Pat. No. 3,694,267), or in other designs, the sealing member is supported on the electrode and its position is determined by the hemmed cell cup. No. 3,016,414).

Tato známá provedení utěsnění z umělé hmoty - mají ten nedostatek, že zabírají poměrně velkou část objemu článku, který je k dispozici, a který se tím nemůže použít pro aktivní elektrodové materiály. Kromě toho jsou tato těsnění při vyskytujících se přetlacích v primárních článcích ne dosti pružná a vedou k bobtnání v podélné ose daleko nad přípustnou normovanou délkou primárních článků. Při náhle stoupajících přetlacích, které se například vyvolají chybným pelováním prim-árníh'0 článku v přístroji, -mohou být takovéto- zátkové uzávěry z umělé hmoty vytlačeny z kalíšku článku formou -exploze.These known plastic seal designs have the drawback that they occupy a relatively large part of the cell volume that is available and that cannot be used for active electrode materials. In addition, these seals are rather resilient in the case of overpressures in the primary cells and lead to swelling in the longitudinal axis well above the permissible standard length of the primary cells. In the case of suddenly rising pressures, which are caused, for example, by incorrect pelleting of the primary cell in the apparatus, such plastic plugs can be expelled from the cell cup by explosion.

Tento nedostatek se odstraní těsněním z umělé hmoty, -přičemž toto těsnění zasahuje jen částečně do olemovaného kalíšku článku a utěsňuje prostřednictvím vyvstávajícího -okraje na čelní straně kalíšku článku. Například v - patentním spisu - NSR č. 2 238 406 je popsán těsnicí prvek, který má pružnou přírubu, zasahující pružně směrem dovnitř do olemovaného kalíšku článku a tenkou prstencovou přírubu, dosedající pružně na vnější čelní stranu jako výkyvný ventil.This drawback is remedied by a plastic gasket, the gasket only partially extending into the hemmed cell cup and sealing through the emerging edge at the front of the cell cup. For example, German Patent Specification No. 2,238,406 discloses a sealing member having a resilient flange extending resiliently inwardly into a hemmed cell cup and a thin annular flange abutting resiliently on the outer face as a pivot valve.

Podle patentního- spisu NSR č. 1496 189 zasahuje pružná prstencová příruba do olemovaného kalíšku článku a - prstencová vedlejší příruba -na vnější stranu olemovaného kalíšku článku, který přebírá přídavnou těsnící funkci.According to German Patent 1496 189, the elastic annular flange extends into the hemmed cell cup and the annular minor flange extends to the outer side of the hemmed cell cup, which assumes an additional sealing function.

Tyto posledně jmenované formy provedení potřebují, aby · se zajistila funkce těsnicího prvku, přesahující olemovaný okraj vnějšího· pláště článku, ponejvíce ve formě ocelového pláště, který přitlačuje pružně doléhající · těsnicí prvek na kalíšek článku. Vlastní·: · těsnící vlastnosti se u těchto konstrukcí tím dosáhne teprve konečné montáži primárního článku, když je kalíšek článku a plášť článku, obepínající těsnicí prvek, olemován.These latter embodiments need to ensure the function of the sealing element extending beyond the hemmed edge of the outer casing of the cell, preferably in the form of a steel casing which presses the resilient sealing element against the cell cup. The sealing properties of these constructions are thus only achieved by the final assembly of the primary cell when the cell cup and the cell shell surrounding the sealing element are hemmed.

V době mezi ukládáním elektrodové hmoty až do olemování pláště článku je tudíž u těchto konstrukcí povrch elektrody nedostatečně chráněn proti vysychání. To vede zejména u malých rozměrů článku nebo u zvláštních elektrolytů, jako u elektrolytů chloridu zinečnatého vyšší koncentrace, nebo u různých alkalických elektrolytů, k silnému · rozptylu v elektrických stavových hodnotách primárních článků. Často se tudíž bezprostředně pio uložení elektrodové hmoty upraví přímo· na elektrodovém povrchu přídavný parafinový kotouč nebo se zalije asfaltem nebo voskem.Thus, in the period between the deposition of the electrode mass and the skirt of the cell sheath, the electrode surface is insufficiently protected against drying out in these structures. This leads, in particular to small cell sizes or to special electrolytes, such as higher concentration zinc chloride electrolytes, or to various alkaline electrolytes, to a strong dispersion in the electrical state values of the primary cells. Therefore, often an additional paraffin disc is provided directly on the electrode surface when the electrode mass is deposited or is embedded in asphalt or wax.

Z toho, že teprve v důsledku olemování pláště článku se dosáhne vlastního · utěsnění, vyplývá ta další nevýhoda, totiž jev únavy, vyskytující se při skladování nebo · srážení materiálu těsnění, takže optimální tlak mezi těsněním a kalíškem článku není již zajištěn. Pro· odstranění netěsností po skladování se musí tudíž často na · okraj kalíšku článku umístit přdavné pružné těsnicí hmoty.The fact that the sealing of the cell casing alone results in a further disadvantage, namely the fatigue effect occurring during storage or precipitation of the gasket material, so that the optimum pressure between the gasket and the cup is no longer ensured. Therefore, additional resilient sealants often have to be placed on the edge of the cell cup to remove leaks after storage.

Úkolem vynálezu tudíž je, vyvinout těsnění · uvedeného druhu, které se montuje bezprostředně po· uložení elektrodové hmoty a elektrolytu a již v tomto stavu ihned utěsňuje primární článek proti vysychání na způsob zátkového těsnění bez přídavných těsnících hmot a které současně splňuje svou těsnící funkci také nezávisle na použití přídavného olemovaného pláště článku.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a gasket of this kind which is mounted immediately after the electrode and electrolyte has been deposited and already immediately seals the primary anti-desiccating plug-like element without additional sealants. to use an additional hemmed cell casing.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že okraj kalíšku článku je vyhnut, pro· vytvoření pásma lemu, směrem.; dovnitř o 140- až 190° a pásmo lemu · přiléhá v rozsahu nejméně 50°, maximálně 10(0° na přírubovou část na spodní straně těsnicího prvku, přičemž konec pásma lemu je umístěn samosvorně na nástavci na těsnicím prVku.The essence of the invention is that the rim of the cell cup is bent in order to form a hem zone in the direction; 140 ° to 190 ° inwards and the flange band · is in the range of at least 50 °, maximum 10 (0 °) to the flange portion on the underside of the sealing element, the end of the flange band being self-locking on the extension on the sealing member.

Těsnící prvek z umělé hmoty má přitom středový otvor pro průchod vývodu elektrody.The plastic sealing element has a central opening for the electrode lead-through.

Při použití pryžově pružných materiálů může se požadovaný stupeň předpětí mezi těsnicím' prvkem a pásmem lemu kalíšku článku zejména výhodně dimenzovat. Oproti známým provedením, u kterých je kalíšek článku olemován v pravém· úhlu nebo obloukcvitě, avšak nejvýše v úhlu 90°, může se · u provedení podle vynálezu k nastřihnutí okraje · kalíšku článku přistoupit již před dosažením koncové polohy v těsnicím materiálu, neboť směrem dovmtř půlkruhovitě nabíhající okraj kalíšku článku soustředně stlačuje nástavec těsnicího prvku a teprve po dosažení konccvé polohy zasahuje· samosvorně za okraj lemu.If rubber-elastic materials are used, the desired degree of prestressing between the sealing member and the hem of the cell cup can be particularly advantageously dimensioned. In contrast to the known embodiments in which the cup is flanged at right angles or arcuate but not more than 90 °, in the embodiment according to the invention, the edge of the cup can be cut before reaching the end position in the sealing material, since the semi-circularly extending edge of the cup cup concentrically squeezes the sealing member extension and only reaches the edge of the skirt when it reaches its end position.

Přídavně se může potom umístit na článek požadovaný plášť, přičemž ale ve všech případech chrání samotěsnicí těsnicí prvek z umělé hmoty ihned po svém uložení elektrodovou hmotu, která je již v kalíšku článku, proti ztrátě vlhkosti elektrolytu a sice nezávisle na tom, ve kterém časovém okamžiku se přídavný plášť primárního článku z lepenky, umělé hmoty, kovu nebo kombinace těchto materiálů, namontuje.In addition, the desired casing can then be placed on the cell, but in all cases the self-sealing plastic sealing element immediately after its placement protects the electrode mass already in the cell cup against loss of electrolyte moisture, irrespective of the point in time the additional jacket of the primary cell of cardboard, plastic, metal or a combination of these materials is mounted.

Poloměr lemu okraje kalíšku článku je 'závislý na průměru článku a je maži 0,7 a -2.5 mm pro · obvyklé mezinárodní normované články s průměrem · 10 až 35 mm.The radius of the rim of the cell cup is dependent on the cell diameter and is 0.7 and -2.5 mm for conventional international standard cells with a diameter of 10 to 35 mm.

Uspořádání těsnicího prvku z umělé hmoty podle vynálezu se · může použít jak u obvyklých primárních článků s kyselým elektrolytem, tak také u primárních článků s alkalickým elektrolytem,· tj. manganistanových článků. Přitom se kalíšek článku, zhotovený z oceli, rovněž opatří lemem vytvořeným vyhnutím o· nejméně 140° a maximálně 190° a těsnicí prvek se opatří otvorem pro průchcid záporného· vývodu, který je ve spojení se zápornou kontaktní deskou. Zejména u těchto článků může se těsnicí prvek opatřit žádaným místem lomu, například ve tvaru membránového ventilu. Toto se může ale také použít u primárních článků Leclanchéovy konstrukce.The plastic sealing element arrangement according to the invention can be used both for conventional primary cells with acid electrolyte and also for primary cells with alkaline electrolyte, ie permanganate cells. In this case, the cup made of steel is also provided with an elbow formed by at least 140 [deg.] And at most 190 [deg.] And the sealing element is provided with an opening for the passage of the negative outlet which is in communication with the negative contact plate. Particularly in these cells, the sealing element can be provided with a desired fracture point, for example in the form of a diaphragm valve. However, this can also be applied to primary cells of the Leclanché structure.

V dalším textu je předmět vynálezu blíže vysvětlen pomocí obr. 1 až 5.In the following, the invention is explained in more detail with reference to Figures 1 to 5.

Přitom· ukazuje obr. 1 řez primárním článkem s těsnicím prvkem a etiketovým pláštěm, obr. 2 řez stejným článkem s etiketovým pláštěm' a pláštěm z umělé hmoty, obr. 3 znázorňuje primární článek s těsnicím prvkem, s kontaktní · čepičkou a s kovovým pláštěm, obr. 4 ·znázorňuje stejný primární článek jako obr. 3 se zlepšeným těsnicím prvkem po konstrukční stránce a Obr. 5 znázorňuje řez primárním článkem s alkalickým elektrolytem s těsnicím- prvkem podle vynálezu.Fig. 1 shows a section through a primary element with a sealing element and a labeling sheath, Fig. 2 shows a section through the same element with a labeling sheath and a plastic sheath, Fig. 3 shows a primary element with a sealing element, a contact cap and a metal sheath. Fig. 4 shows the same primary member as Fig. 3 with an improved sealing element structurally; and Figs. 5 shows a cross-section of a primary alkaline electrolyte cell with a sealing member according to the invention.

Fodle obr. 1 je horní okraj kalíšku 1 článku vyhnut směrem dovnňtř o úhel větší než 140° a menší než 190°, takže se vytvoří pásmo lemu 2. Těsnicím prvkem 5 je veden kladný elektrodový vývod 3 s kontaktní čepičkou 4 a kalíšek 1 článku je u tohoto provedení · současně rozpustnou elektrodou, se^lrá^vající ze zinku. Těsnicí prvek 5 přiléhá svou přírubovou částí 6, která je na spodní straně svým· tvarem přizpůsobena pásmu lemu 2, v rozsahu úhlu nejméně 50? a maximálně cca 100° na toto· pásmo lemu 2, resp, na olemovaný okraj kalíšku 1 článku. Okraj kalíšku 1 článku resp. konec pásma lemu 2 · zasahuje za nástavec 8 těsnicího prvku 5, takže je tento těsnicí prvek 5 tímto tvarováním samiosvorně pevně přidržován ve své poloze. V kalíšku 1 článku je vložená elektrodová hmota 9 tím chráněna proti ztrátě vlhkosti již před umístěním etiketového pláště 10. Těsnicí pásmo má vztahovou značku 7.According to FIG. 1, the upper edge of the cell cup 1 is bent inwardly by an angle of greater than 140 ° and less than 190 °, so that a hem band 2 is formed. A positive electrode lead 3 with contact cap 4 is led through the sealing element 5. in this embodiment, a co-soluble electrode precipitating from zinc. The sealing element 5 abuts with its flange portion 6, which on its underside is adapted to the rim zone 2 by its shape, in an angle range of at least 50? and a maximum of about 100 ° for this hem band 2, respectively, on the hemmed edge of the cell cup 1. Border 1 of the article respectively. the end of the band 2 of the rim 2 extends beyond the extension 8 of the sealing element 5, so that the sealing element 5 is self-lockingly fixed in position by this shaping. In the cell cup 1, the inserted electrode mass 9 is thereby protected against moisture loss even before placing the label jacket 10. The sealing zone has the reference numeral 7.

Tvar těsnicího- prvku 5 podle obr. 2 odpovídá v podstatě těsnicímu prvku 5 podle obr. 1. Přídavně je u toho-to· článku uspořádaná hadice 11 z umělé hmoty, která může být potištěna nebo bezbarvá a jejíž horní okraj účelně zasahuje do odpovídajícího prohloubení 12 na horní straně těsnicího prvku 5.The shape of the sealing element 5 of FIG. 2 corresponds essentially to the sealing element 5 of FIG. 1. Additionally, there is a plastic hose 11 which can be printed or colorless and whose upper edge expediently extends into a corresponding recess 12 on top of the sealing member 5.

U provedení primárního prvku podle obr. 3 je na kladném elektrodovém vývodu 3 umístěna kontaktní čepička 13 rozprostírající se po povrchu článku, na kalíšek 1 článku přiléhá izolační plášť 14 a nad tímto· izolačním pláštěm 14 a nad konktatní čepičkou 13 je přehnut, resp. opatřen lemem kovový plášť 15.In the embodiment of the primary element according to FIG. 3, a contact cap 13 extending over the cell surface is placed on the positive electrode lead 3, the insulating sheath 14 is adjacent to the cell cup 1 and is folded over the insulating sheath 14 and over the contact cap 13. rimmed with metal sheath 15.

U provedení podle -obr. 4 je kalíšek 1 článku opět opatřen pláštěm 14 z umělé hmoty a kovovými pláštěm 15. Těsnicí prvek 5 má přídavně na své horní straně vnější prstencovou přírubu 16, která se potom společně s pláštěm 14 z umělé hmo-ty položí přes okrajovou přírubu kontaktní čepičky 13.In the embodiment of FIG. 4, the cup 1 is again provided with a plastic sheath 14 and a metal sheath 15. The sealing element 5 additionally has on its upper side an outer annular flange 16, which is then, together with the plastic sheath 14, laid over the edge flange of the contact cap 13 .

V obr. 5 je konečně znázorněn těsnicí prvek 5 podle vynálezu u známého alkalického primárního článku, zejména manganistanového člániku. Kalíšek 17 článku sestává přitom výhodně z oceli a má na svém horním okraji rovněž lem podle vynálezu pro upevnění těsnicího prvku 5. Těsnicí prvek 5 má otvor 18 pro uložení záporného vývodu 19. Na těsnicím prvku 5 je umístěn záporný kontaktní kotouč 20, jehož okraj je opatřen vystouplou přírubou 21, která společně s prstencovou přírubou 16 těsnicího prvku 5 a ókrajem izolačního pláště 23 a kovového pláště 24 vytvářejí lem. Jako žádané místo průrazu má těsnicí prvek 5 například o sobě známý membránový ventil 22, který zareaguje při náhlém přetlaku, aniž se přitom vytlačí těsnicí prvek 5 z olemovaného· kalíšku 17 zhotoveného z ocele.Finally, FIG. 5 shows a sealing element 5 according to the invention in a known alkaline primary cell, in particular a permanganate element. The cup 17 preferably consists of steel and at its upper edge also has a flange according to the invention for fastening the sealing element 5. The sealing element 5 has an opening 18 for accommodating the negative outlet 19. A negative contact disk 20 is placed on the sealing element 5. provided with a raised flange 21, which together with the annular flange 16 of the sealing element 5 and the edge of the insulating sheath 23 and the metal sheath 24 form a hem. As a desired break-through point, the sealing element 5 has, for example, a known diaphragm valve 22 which reacts under sudden overpressure without pushing the sealing element 5 out of a hemmed cup 17 made of steel.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Galvanic primary cell with a cylindrical cell cup, which is closed by a plastic sealing element, into the underside of which the edge of the cell cup protrudes, characterized in that the edge of the cell cup (1) is bent to form a hem band (2) inwardly by 140 ° to 19'0 ^э band and the skirt (2) is adjacent to the extent of at least 50 °, maximum 100 ° on the flange portion (6) on the underside of the sealing element (5), the end of the flanged zone (2) in place of self - locking on the extension [8] on the sealing element.

Galvanic primary cell according to claim 1, characterized in that the upper side of the sealing element (5) is provided at its edge with an annular flange (16).

Galvanic primary cell according to Claims 1 and 2, characterized in that the sealing freshman (5) is provided with a diaphragm valve (2 = 2).