DE10005415C1

DE10005415C1 - Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen, daraus hergestellte Elektrodenplatten, Verfahren zur Herstellung eines Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens , Verfahren zur Herstellung eines porösen Faserstrukturelektrodengerüstes sowie Verwendung einer Elektrodenplatte

Info

Publication number: DE10005415C1
Application number: DE10005415A
Authority: DE
Inventors: Otwin Imhof; Holger Kistrup; Karl-Ernst Noreikat
Original assignee: Deutsche Automobil GmbH
Current assignee: Hoppecke Batterie Systeme GmbH
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2020-02-09
Also published as: US20010053479A1; US6632570B2; FR2806211A1; FR2806211B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Faserstrukturelektrodenplatte mit verbesserten elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Die Verbesserung der elektrischen Eigenschaften ergibt sich u. a. aus einer kontinuierlich zur Stromableiterfahne zunehmenden Metallbelegung und dem daraus resultierenden verlustarmen Stromtransport. Die mechanischen Verbesserungen sind darin zu sehen, daß auch über die unmittelbare Schweißzone von dem Elektrodengerüst mit der Stromableiterfahne hinaus noch eine deutlich höhere mechanische Festigkeit gegenüber dem bekannten Stand der Technik realisierbar ist. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Faserstrukturelektrodengerüstplatten wird ein Verfahren beschrieben, nach dem vormetallisierte Bahnen eines textilen Substates galvanisch zu verstärken sind. Für die spätere Anwendung des galvanisch verstärkten textilen Substrates als Elektrodengerüst mit Faserstruktur wird ein Blendensystem in das Galvanikbad jeweils zwischen Anode und galvanisch zu verstärkender vormetallisierter Bahn eines textilen Substrates eingebracht. Dadurch kann eine derartige Verteilung der metallischen Auflage auf dem Substrat, und zwar ohne vorherigen Zuschnitt erreicht werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faserstrukturelektro dengerüstbahnstreifen, daraus hergestellte Elektrodenplatten sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Faserstrukturelektro dengerüstbahnstreifens gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Ansprüche 1, 9 und 21.

Seit etwa 17 Jahren ist auf dem Gebiet der Elektrodentechnolo gie für alkalische und saure Akkumulatoren ein neuer Typ von Elektrodengerüsten im technischen Einsatz, nämlich der Typ der Faserstrukturelektrode. Faserstrukturelektroden zeichnen sich dadurch aus, daß sie im Unterschied in etwa zu Sinterelektro den, Taschenplattenelektroden oder gar Bleigitterelektroden zur Halterung der aktiven Masse nicht rein metallische Halte- bzw. Ableitelemente besitzen, sondern für die Stromableitung und die Aktivmassenfixierung ein poröses Gerüst besitzen, welches durch chemisches und anschließend galvanisches Metallisieren eines nicht leitenden Kunststoffsubtrates mit Faserstruktur herge stellt wird.

Akkumulatoren zur Aufspeicherung von elektrischer Energie in Form von chemischer Energie, die dann wieder als elektrische Energie entnommen werden kann, sind schon seit Ende des vorigen Jahrhunderts bekannt. Auch heute noch weit verbreitet ist der Bleiakkumulator. Bei ihm bestehen die Elektroden oder Platten aus dem aktiven Material, das der eigentliche Energiespeicher ist, und einem Bleiträger (Gitter), der das aktive Material aufnimmt. Seit einiger Zeit gibt es Akkumulatoren mit einem neuen Elektrodentyp, wobei das Gerüst eine Faserstruktur aufweist. Für diesen Elektrodentyp gibt es einen großen bekannten Stand der Technik.

So wird in der DE-PS 40 04 106 ein metallisiertes Plastfaser- Elektrodengerüst auf Vliesstoffbasis für Batterieelektroden mit erhöhter Belastbarkeit beschrieben. Aus der DE-PS 36 31 055, der DE-PS 36 37 130, der DE-PS 38 43 903, der DE-PS 39 25 232, DE-PS 41 06 696, der DE-PS 40 33 518, der DE-PS 42 42 443, der DE-PS 196 27 413 ist die Aktivierung und chemische Metallisie rung sowie Verfahren von ihnen, in der DE-PS 42 16 966 ein Ver fahren und eine Vorrichtung zum Galvanisieren von Vliesstoff- und Nadelfilzbahnen zu entnehmen. Die Grundlagen der galvani schen Metallabscheidung sind beispielhaft in Dettner-Elze: Handbuch der Galvanotechnik, Band I/1, S. 136 ff, C. Hanser Ver lag München (1963) und in "Die galvanische Vernickelung" aus der Schriftenreihe Galvanotechnik, Herausgeber: Professor Dr.- Ing. Robert Weiner; Eugen G. Leuze Verlag, Saulgau/Württemberg beschrieben.

In der DE-PS 38 17 827, der DE-PS 38 17 826, der DE-PS 40 10 811, der DE-PS 42 35 884 werden wässrige Nickelhydroxid- bzw. Kadmiumoxidpasten für die Vibrationsfüllung von Schaum- und Fa serstrukturelektrodengerüsten angegeben.

Der DE-PS 38 22 209 ist eine Einrichtung zum Vibrationsfüllen von porösen Elektrodengerüsten und der DE-PS 38 22 197 ein Ver fahren zum quasi kontinuierlichen Füllen sowie der DE-PS 38 16 232 ein Verfahren zum Vibrationsfüllen von Schaum- oder Faser strukturelektrodengerüsten zu entnehmen. Die DE-PS 38 22 197 beinhaltet auch das Abreinigen der überschüssigen Paste von dem Elektrodengerüst nach dem mechanischen Imprägnieren bevor zugt durch Bürsten. In der DE-PS 40 18 486 ist ein Verfahren zur Herstellung von Faserstruktur-Elektroden angegeben, wobei das vor der mechanischen Imprägnierung kalibrierte Gerüst nach dem Füllvorgang durch ein ganzflächiges Zusammenpressen noch mals kalibriert wird. In der DE-PS 40 40 017 und in der DE-PS 41 03 546 ist jeweils ein Verfahren zum Füllen von mit Stromableiterfahnen versehenen Faserstrukturelektrodengerüsten für Akkumulatoren mit einer Aktivmassenpaste bei gleichzeitiger Ka librierung des Gerüstes beschrieben, bei dem beim ersten das Gerüst während des Füllvorganges gewalzt und bei dem beim zwei ten das Gerüst während des Füllvorganges gepreßt wird.

Die technische Lehre zum Verschweißen verschiedenartig ausge führter Stromableiterfahnen mit einem Faserstrukturelektroden gerüst der erwähnten Art ist angeführt in den Patentschriften DE-PS 42 25 708, DE-PS 41 04 865, DE-PS 39 35 368, DE-PS 36 32 352, DE-PS 36 32 351, DE-PS 31 42 091.

Die vorhergehende Zusammenstellung, die keinesfalls einen An spruch auf Vollständigkeit erhebt, zeigt, daß die Faserstruktu relektrodentechnologie heute ein intensiv bearbeitetes Gebiet ist. In der Praxis stellt sich trotzdem immer wieder heraus, daß bei der Herstellung von Faserstrukturelektrodengerüsten, insbesondere betrifft das die Verfahrensschritte der Aktivie rung, Metallisierung, galvanischen Verstärkung, des Füllens mit aktiver Masse, des Abreinigens von dem Pastenüberschuß nach dem Füllvorgang, Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten auftreten, die sich beim Zusammenbau der gefüllten, getrockneten Faser strukturelektroden, der ungefüllten Nickelfasergerüste bei FNC- recom Zellen sowie der Separatoren bei gasdichten oder offenen Ni/Cd-Zellen in enger Bauweise negativ auswirken können oder erst beim Betrieb der Zellen durch die ständige sich ändernde Volumenarbeit der Elektroden (hauptsächlich bei diesem System der Positiven) durch das Laden und Entladen zu Tage treten, wo durch beispielsweise die eingebauten Separatoren in gewissen Zonen zu stark belastet werden.

Die Aktivierung und die anschließende Metallisierung von Kunst stoffasergerüsten sowie die nachfolgende galvanische Oberflä chenbehandlung der verschiedenen Substrate ist heute hinrei chend bekannt. Die Technik der Abscheidung von Metallegierungen oder auch von einzelnen Metallen auf die Oberfläche von Sub straten wird vor allem eingesetzt, wenn die galvanisch abzuscheidende Schicht gewisse Eigenschaften, wie z. B. elektrische Leitfähigkeit, Glanz, Reflektionsvermögen, chemische Beständig keit usw. dem behandelten Substrat verleihen soll, die das Sub strat selbst nicht genügend besitzt. Nachdem in der Praxis für die verschiedensten Verwendungszwecke immer mehr Substrate aus Kunststoffasern eingesetzt werden, wurde auch bei diesen Sub straten, nicht nur bei Substraten, die selbst metallische Ei genschaften besitzen, eine galvanische Oberflächenbehandlung üblich. Dazu werden die elektrisch nicht leitenden Kunststoffo berflächen zuerst durch Abscheidung einer katalytisch wirkenden Substanz aktiviert und darauf auf chemischen Wege metalli siert. Die elektrisch nicht leitenden Kunststoffoberflächen werden also mit einem metallischen Überzug versehen, der an schließend auf geeignete Weise mit dem gleichen Metall und/oder auch mit einem anderen Metall galvanisch verstärkt wird. Die Anwendung der oben genannten Technologie auf textile Gewebe, Vliesstoffe, Nadelfilze oder offenporige Schäume eröffnete für diese Stoffe völlig neue Anwendungsgebiete.

Die anschließende galvanische Oberflächenbehandlung von metal lisierten Substraten wird bisher so durchgeführt, daß auf meh reren nebeneinander - räumlich eng - angeordneten Galvanikge stellen das zu galvanisierende Substrat in mehreren übereinan der angeordneten Streifen aufgebracht wird und durch die beweg lichen Oberteile der Galvanikrahmen eingeklemmt wird. Das Sub strat ist dabei mit dem Galvanikgestell hinreichend elektrisch leitend verbunden. Das Galvanikgestell besitzt außer an den Kontaktstellen mit dem Substrat auf seiner gesamten übrigen Oberfläche eine isolierende Schicht. Dabei wird ein Galvanikge stell mit mehreren Substratstreifen und gleichzeitig mehrere Galvanikgestelle in einem Galvanikbecken nebeneinander mit durchgehenden vormetallisierten Substratstreifen bestückt. Nach dem Eintauchen der Galvanikgestelle, die die Substratbahnen tragen, und nach dem Prozeß der Galvanisierung entstehen dann metallisierte Faserstrukturgerüststreifen. Um einen verstärkten Rand, wie er prinzipiell in der DE-PS 31 42 091 beschrieben ist, für das spätere Anschweißen von Stromableiterfahnen an die steifen metallisierten Faserstrukturgerüststreifen zu erhalten, ist aus der DE-PS 42 16 966 (auch aus den Fig. 1 und 2 er sichtlich) bekannt, daß an den Kanten der eingelegten vormetal lisierten Substratbahnen, an denen später während des Prozesses der Galvanisierung verstärkte Ränder entstehen sollen, ein ge nügend großer freier Abstand von etwa 80 mm bis 100 mm zur nächsten Substratbahn oder zu den Querversteifungen der Galva nikgestelle eingehalten werden muß. Aus den oben erwähnten Fi guren ist außerdem zu erkennen, daß für eine optimale Ausnut zung der Höhe der Galvanikbecken die Rahmengestelle in der Ge stalt so beschickt werden, daß in einem oberen Teil der Rahmen gestelle eine doppelt so breite Substratbahn wie im unteren Teil der Rahmengestelle eingelegt wird. Durch die beschriebenen freien Abstände entstehen an der oberen eingespannten Substrat bahn an der oberen als auch an der unteren Kante ein verstärk ter Rand, wobei an der unteren eingespannten Substratbahn die nur halb so hoch ist, wie die obere Substratbahn, nur an der unteren Kante sich ein verstärkter Rand ausbildet, da direkt an seiner oberen Seite sich Querstreben der Galvanikrahmengestelle befinden. Durch die Zwischenräume werden die freien Ränder der Faserstrukturelektrodengerüstbahnen stärker metallisiert, wobei dort eine Aufweitung der textilen Filzbahndicke durch eine er höhte Metallabscheidung stattfindet. Nach der Galvanisierung werden die Rahmengestelle aus dem Elektrolyt der Galvanikbecken ausgefahren und in einer speziellen Station gewaschen und in Einzelplatten maschinell vereinzelt. So entstehen z. B. aus der oberen Substratbahn doppelt so viele Einzelplatten wie aus der unteren Substratbahn des oben erwähnten Beispieles.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik der DE-PS 42 16 966 be kannt, daß es nach dem maschinellen Vereinzeln der Faserstruk turgerüststreifen in Einzelplatten, sich Faserstrukturgerüste lektrodenrohlinge ergeben, deren verstärkt vernickelter Rand nicht orthogonal zu den gesägten, geschnittenen oder anders be arbeiteten Seiten der. Rohlinge steht. Der verstärkt vernickelte Rand kann erst durch einen erheblichen Aufwand beim Spannen der aktivierten und chemisch metallisierten Faserstrukturgerüstbahnen in zusätzlich zu den Galvanikgestellen angebrachten Hal terahmen, die mit inneren und äußeren Nadelleisten ausgerüstet sind, die in bestimmten Bereichen mit Nadeln versehen sind, so eingelegt und durch die äußeren, drehbaren Nadelleisten so ge spannt werden, daß die oberen und unteren Kanten der Faser strukturbahnen vor und während der Galvanisierung geradlinig verlaufen und die Strukturbahnen keine Unregelmäßigkeiten in der Bahn aufweisen. Dadurch können sich nach dem maschinellen Vereinzeln der Faserstrukturgerüststreifen in Einzelplatten, sich Faserstrukturgerüstelektrodenrohlinge ergeben, deren ver stärkt vernickelter Rand orthogonal zu den gesägten, geschnit tenen oder anders bearbeiteten Seiten der Rohlinge stehen. Bei dieser Art einer Ausbildung eines verstärkten Randes bilden sich an ausgezeichneten Stellen der vormetallisierten Substrat bahn, u. a. an Faserenden oder einzelnen abstehenden Faserspit zen Nickelagglomerate, sogenannte Dendriten, deren Ausdehnung in der Länge zum Teil bei bis zu 8 mm bis 10 mm und deren maxi maler Querschnitt bis zu 5 mm reichen kann. Die Größe dieser unerwünschten Dendriten ist von dem Betriebsprogramm der Galva nisierung (Hochfahren des Stromes, Stromhöhe) abhängig, das seinerseits wieder von der zu erreichenden Nickelbelegung der Faserstrukturelektrode (nieder, mittel, hoch oder höher belast bare Zelltypen) abhängig ist.

In der DE-PS 42 16 966 ist in der 2. Spalte, Zeile 41 bis 43 erwähnt, daß diese Dendriten in einem folgenden Herstellungs schritt von den Faserstrukturelektrodenrohlingen entfernt wer den. Die Masse der entfernten Dendriten fehlt bei der Summenbi lanz für die mittlere Nickelbelegung der Elektrode. Die Nicke lauflage der Faserstrukturelektrode ist nicht über die gesamte Elektrodenhöhe gleichmäßig. Im Bereich des Fahnenansatzes weist der verstärkte Rand bis zu einer Ausdehnung von etwa maximal 3 mm über die Elektrodenhöhe den etwa dreifachen Wert der Nickel belegung auf, wie er im Mittel über die gesamte Elektrode exi stiert. Somit ist der verstärkte Rand des Gerüstes am formsta bilsten. Nach dem Zuschnitt der Faserstrukturelektrodenrohlinge werden diese mit den Stromableiterfahnen verschweißt. Dabei hat sich in der Fertigung oftmals heraus kristallisiert, daß von den, den oberen Rand über seine gesamte Länge pilsartig über wachsenden Dendriten, in einem ersten Arbeitsgang derjenige An teil der Dendriten, der über die vordere Hauptfläche des Faser strukturelektrodengerüstes und in einem zweiten Arbeitsgang derjenige Anteil der Dendriten, der über die hintere Hauptflä che des Faserstrukturelektrodengerüstes ragt, abgeschliffen wird, wobei aus technischer Sicht eines besseren Handelns des Faserstrukturgerüstes bei diesen Arbeitsschritten auch ein Teil der über der oberen Stirnseite über die Länge des Randes her ausragenden Dendriten erfaßt wird, da bei den beiden genannten Arbeitsschritten der Werker das Faserstrukturgerüst individuell mehr oder weniger steil beim Durchfahren der Länge der oberen Faserstrukturgerüstkante während des Abschleifens von Dendriten neigt. Zum Teil werden in einem weiteren Arbeitsschritt der An teil der über der oberen Stirnseite über die Länge des ver stärkten Randes des Faserstrukturelektrodengerüstes noch ver bliebenen herausragenden Dendriten abgeschliffen, wobei dieser Arbeitsschritt sehr stark von einem guten Auge eines geübten und verläßlichen Werkers abhängig ist, da jeder zu bearbeitende in sich inhomogene Rand unterschiedlich ausfällt. Um nicht ört lich zu viel vom verstärkten Rand an lokalen Stellen über die Länge des verstärkten Randes hinweg gesehen abzuarbeiten, wird meistens so gearbeitet, daß lieber zuviel stehen gelassen wird, das heißt, daß in Senken des verstärkten Randes über die Länge hinweg gesehen die Dendriten zum Teil noch bis zu einer Höhe von 2 mm bis 3 mm stehen bleiben und daß auf Anhöhen des ver stärkten Randes über die Länge hinweg gesehen die Dendriten bis zu einer Höhe von 0,2 mm bis 0,5 mm stehen bleiben.

Werden mit einem Rundtischautomaten samt dazugehöriger Schweiß anlage die Stromableiterfahnen an solch vorbehandelten, auf Breite maßhaltig geschnittene Faserstrukturelektrodengerüste angeschweißt, muß zur Positionierung des Faserstrukturelektro dengerüstes auf der eingelegten Stromableiterfahne vor dem Schweißvorgang zu dieser Positionierung ein Bereich des oberen, anzuschweißenden Randes des Faserstrukturelektrodengerüstes herangezogen werden. Sind in diesem Bereich für den Anschlag noch Reste von Dendriten oder an anderen Gerüsten gerade keine, so kommt beim Schweißvorgang das Faserstrukturelektrodengerüst mit seiner oberen Kante weiter unten oder weiter oben auf der Stromableiterfahne zu liegen. Dadurch wird beim Schweißvorgang die optimale Lage des Gerüstes auf der angefasten Schräge der Stromableiterfahne oder den angefasten Schrägen der Zähne der Stromableiterfahne beeinflußt und es ergeben sich somit Schweißverbindungen mit streuenden Festigkeitswerten. Für eine optimale Schweißung müßte entsprechend der Ausbildung des obe ren, bearbeiteten Randes des Faserstrukturelektrodengerüstes die obere Schweißelektrode oder die Halterung für die Faser strukturelektrodengerüste auf dem Rundteller nachgestellt wer den. Um maßhaltige Faserstrukturelektroden zu erhalten, wird aus den oben angeführten Gründen die untere Kante der Faser strukturelektrode erst nach dem Anschweißvorgang in einem wei teren Arbeitsgang geschnitten, um so zu gewährleisten, daß die gesamte Höhe der Faserstrukturelektrode samt angeschweißter Stromableiterfahne in den angegebenen Maßtoleranzen liegt.

Ferner können, falls die Dendriten nicht in einem gesonderten Arbeitsgang abgearbeitet werden, erfahrungsgemäß bei der Ver schweißung der Faserstrukturelektrodengerüstes mit der Strom ableiterfahne nicht alle Dendriten des verstärkten Randes des Elektrodengerüstes erfaßt werden, so daß diese unverschweißten Dendriten zu störenden Kurzschlüssen bis zum Ausfall im späte ren Zellbetrieb führen können.

Durch das nicht homogene, vernickelte Faserstrukturelektroden gerüst mit einer Breite bis zu 180 mm und den noch weniger ho mogenen verstärkt vernickelten Rand mit zum Teil in einem be sonderen Arbeitsschritt nachträglich oberflächlich entfernten Dendriten, ist die Einpunktwiderstandsschweißung in manchen Be reichen - meist in Bereichen um die Mitte der Schweißnahtlänge herum - vorzüglich, jedoch in anderen Bereichen - meist von ei nem oder von beiden Rändern (Außenkanten der Faserstrukturelek trodengerüste) her - entspricht die ausgeführte Widerstandsschweißverbindung einer besseren Verklebung, so daß sich die Stromableiterfahne in diesen Bereichen bei auftretenden Quer kräften teilweise über die gesamte geschweißte Fläche von dem Faserstrukturelektrodengerüst abschälen läßt. Dieser Sachver halt tritt verstärkt bei der Verarbeitung von relativ dünnen Faserstrukturelektrodengerüsten einer Nenndicke von 1,5 mm und bei relativ geringen Nickelbelegungen des Faserstrukturelektro dengerüstes auf. Durch die genannten Inhomogenitäten im Faser strukturelektrodengerüst stellen sich beim Schweißvorgang Be reiche über die Schweißnahtlänge ein, bei denen der Kontakt als erstes und bei höherem Druck hergestellt wird (guter Kontakt; Hauptschweißstrompfad) und Bereiche, bei denen der Kontakt spä ter und bei niederem Druck hergestellt wird (schlechter Kon takt; Nebenschweißstrompfad), so daß hier keine optimale Schweißbedingungen mehr erzielt werden können. Erschwert wird der Schweißvorgang bei den hohen auftretenden Temperaturen durch den aus den vernickelten Fasern austretenden, schmelzen den und verdampfenden Kunststoff.

An den Stellen, an denen das zu verschweißende Faserstrukture lektrodengerüst in der Schweißzone die höchste Nickelanhäufung besitzt, ist beim Schweißvorgang der beste Stromübergang gege ben. Bei einer ungleichmäßigen Verteilung des Nickels am ver stärkten Rand durch die Bildung von Dendriten bei der galvani schen Nickelabscheidung kann somit keine gleichmäßige Stromver teilung über die gesamte Schweißlänge bei der Verbindung der Stromableiterfahne mit dem Faserstrukturelektrodengerüst bei einem Schweißvorgang vorliegen. Unterstützt wird dieser Effekt durch die ungleichmäßige Druckverteilung beim Schweißvorgang eines inhomogenen Gerüstrandes über die gesamte Schweißlänge. An den Stellen, an denen wieder die größte Massenanhäufung von Nickel in der Schweißzone vorliegt, wird der Schweißdruck der Schweißelektroden aufgezehrt, so daß hier später die besten Fe stigkeitswerte in der entstehenden Schweißverbindung vorliegen. Die übrigen Schweißbereiche sind benachteiligt, so daß hier nur noch ein Rest der pro Schweißung zur Verfügung gestellten Ener gie vorhanden ist, der unter Umständen gar nicht mehr ausreicht, die Stromableiterfahne und das Faserstrukturelektroden gerüst in dieser Zone auf Temperaturen, die über dem Schmelz punkt von ihnen liegen, aufzuheizen. Verstärken können sich diese Phänomene, wenn die Schweißelektroden nicht parallel zu einander ausgerichtet sind. Auch darf das Faserstrukturelektro dengerüst beim Schweißvorgang im letzten Moment während des Zu sammenfahrens der Schweißelektroden nicht verrutschen und muß einen geraden Randverlauf besitzen. Bei vorhandenen schiefen und/oder gewölbten verstärkten Rändern der aus den Gerüststrei fen vereinzelten Faserstukturelektrodenplatten ergibt sich nach der Einpunktschweißung mit der Stromableiterfahne eine Verbin dung, die nur über eine Schweißbreite von 70% oder noch weni ger, hält. Auf den restlichen 30% der Schweißbreite oder noch mehr, erfaßt beim Anschweißen die obere Schweißelektrode gar nicht das Faserstrukturelektrodengerüst, da hier durch die Schräge oder der Krümmung des oberen Randes es auf der Strom ableiterfahne überhaupt nicht aufliegt. Es kann auch passieren, daß nach dem Schweißen ein Teil des Gerüstes von der Strom ableiterfahne springt, da es hier nur verklebt wurde, da in dieser Zone kein verstärkter Rand geschweißt wurde, weil verän derte Druckverhältnisse bei der Einpunktschweißung vorgelegen haben. Solche für den Verschweißungsvorgang schlecht vorbehan delte, mit einer Stromableiterfahne versehenen Faserstrukture lektroden reißen bei der Beanspruchung beim Vibrationsfüllen mit aktiver Paste, beim Abstreifen oder beim Abbürsten nach dem Imprägnieren.

In der DE-PS 42 25 708 ist beschrieben, daß durch eine Strom ableiterfahne, die an dem Anschweißende von durch Zahnzwischen räumen voneinander beabstandeten Zähnen gebildet wird, ein Teil der zuletzt geschilderten Inhomogenitäten des verstärkten Ran des nivelliert werden und zwar in den Bereichen der Schweißlän ge, an denen dem Faserstrukturelektrodengerüst Zahnlücken ent gegengesetzt sind. An den anderen Bereichen der Schweißlänge, an denen dem Faserstrukturelektrodengerüst beim Schweißvorgang Zähne der Stromableiterfahne entgegenstehen, gelten die oben geschilderten Unzulänglichkeiten auf die Summe der Länge aller Zahnabschnitte der Stromableiterfahne.

Durch den hohen Gradient der Nickelabscheidung im Randbereich (Sprung) des Faserstrukturelektrodengerüstes existiert ein ho her Ausschuß bei der Herstellung der Verbindung des Faserstruk turelektrodengerüstes mit der Stromableiterfahne durch Wider standsschweißen. Bei mechanischer Beanspruchung der Verbindung Faserstrukturelektrodengerüst mit der Stromableiterfahne wie z. B. beim Vibrationsfüllen mit aktiver Paste, wie aus dem Stand der Technik bekannt (z. B. aus der DE-PS 38 22 197), ergibt sich ein Ausschuß - dabei reißt ein Teil der Faserstrukturelek trodengerüste von der jeweiligen angeschweißten Stromableiter fahne - und zwar unmittelbar unterhalb der Schweißzone, so daß auf der Stromableiterfahne über die Stromableiterfahnenbreite ein im Schweißbett befestigter Gerüststreifen von etwa 2 mm bis 5 mm bestehen bleibt. Zu dieser Schadensausbildung an dieser bevorzugten Stelle über die Fahnenbreite hinweg kommt es zu sätzlich dadurch, daß hier das Faserstrukturelektrodengerüst durch die entstehende Erwärmung durch den Schweißvorgang der mit einem lokalen Verdampfen der Kunststoffseele der vernickel ten Fasern einhergeht, zusätzlich zu einer Einschnürung (Ver minderung des Querschnittes durch den Schweißvorgang) in seiner Festigkeit geschwächt wird.

Die jetzigen Faserstrukturgerüstelektroden, bei denen außer des verstärkten Randes über eine Höhe von bis zu maximal 5 mm, die Nickelbelegung über die Höhe des sonstigen Faserstrukturelek trodengerüstes außer nicht gewollter Fertigungsschwankungen in der Größenordnung von wenigen Prozent in etwa konstant ist, können die beiden hauptsächlich an sie gestellten Funktionen der möglichst verlustarmen Stromaufnahme aus der Aktivmasse und dem anschließenden Stromtransport zur Stromableiterfahne nur ungenügend erfüllen, wobei sie diese Funktionen um so schlech ter erfüllen können, je höher die mit ihnen gebauten Akkumula toren später im Betrieb belastet werden.

Dies sei noch näher erläutert: Eine der wesentlichen Funktionen des Faserstrukturelektrodengerüstes besteht darin, die Aktiv masse in seinem Inneren aufzunehmen und zu halten sowie die durch eine elektrochemische Reaktion beim Betrieb des Akkumula tors im Inneren der Faserstrukturelektrode frei werdende Ener gie in Form eines Stromes aufzunehmen. Bei Speicherelektroden ist ein möglichst inniger und an zahlreichen Stellen guter Kon takt der oftmals schlecht leitenden Aktivmasse mit den gut lei tenden vernickelten Fasern des Faserstrukturelektrodengerüstes erforderlich. Diesem kommt die poröse, dreidimensionale Struk tur der Faserstrukturelektrode entgegen.

Die weitere Funktion des Faserstrukturelektrodengerüstes stellt den möglichst verlustfreien Transport des Stromes aus allen Be reichen des Faserstrukturelektrodengerüstes, d. h. aus dem un tersten Bereich genauso gut wie aus dem mittleren Bereich oder dem obersten Bereich über die gesamte Höhe der Faserstrukture lektrode hinweg, aus dem Inneren der Elektrode über die Elek trodenstromableiterfahne, die Polbrücke zum Zellenpol nach au ßen. Für diese Funktion ist eine dreidimensionale, hochporöse, elektrisch leitende Struktur mit in etwa konstanter Nickelbele gung über die Faserstrukturelektrodenhöhe hinweg weniger geeig net. Diese nachteilige Eigenschaft schafft schon der Aufbau der Faserstruktur, der in der Regel möglichst homogen ist, so daß die Leitfähigkeit des metallisierten Faserstrukturelektrodenge rüstes in allen drei Richtungen, das heißt über die Höhe, die Breite und die Dicke des Gerüstes, annähernd gleich ist. Da durch, daß sich die Stromableiterfahne bevorzugt bei Elektroden für Akkumulatoren mit prismatischen Gehäusen und größeren Kapa zitäten am oberen Rand der Elektrode befindet, bewegt sich der Stromtransport bevorzugt in der Richtung von unten nach oben in der Elektrode, so daß statistisch nur diese Leitfähigkeitsrich tung für den Stromtransport des hochporösen Faserstrukturgerü stes hauptsächlich genützt wird. Der Stromtransport fällt über diese Höhe des Gerüstes, die bei niederen Zelltypen 160 mm und bei hohen Zelltypen 240 mm beträgt, verlustreich aus, da die Leitfähigkeit in der betrachteten Richtung durch eine konstante Nickelbelegung des Faserstrukturgerüstes ebenfalls konstant ist.

Ein bisheriger existierender verstärkter Rand ist so formsta bil, daß er momentan der erfolgreichen Einführung von z. B. kontinuierlichen Fertigungsschritten beim Waschen und Trocknen der Gerüststreifen als Ganzes nach der Galvanik im Wege steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein metallisiertes Faserstrukturelektrodengerüst und ein Verfahren zur Galvanisie rung von aktivierten und metallisierten Kunststoffsubstraten zu schaffen, ohne daß bei der Herstellung und bei der Verwendung der Faserstrukturelektrodengerüste die vorher geschilderten Nachteile auftreten. Vor allem soll während des Prozesses der Galvanisierung kein verstärkter Rand, der nur in etwa bis maxi mal 3 mm ins Innere des Elektrodengerüstes ragt, geschaffen werden, sondern ein metallisiertes Faserstrukturelektrodenge rüst mit graduell über der Elektrodenhöhe variierter Nickelbe legung - durch entsprechende Einbauten (Blenden besonderer Aus gestaltung) im Galvanikbecken - bei der Galvanisierung entste hen. Das im bisherigen verstärkten Rand in Form von Dendriten abgeschiedene Anodennickel soll eingespart werden. Dadurch, daß Faserstrukturelektrodengerüste ohne Dendriten geschaffen wer den, müssen diese später nicht in einem besonderen Arbeitsgang entfernt werden (Vermeidung der Entstehung gefährlicher, ge sundheitsschädigender Stäube, Einsparung von Kosten) und kön nen, falls sie nicht abgearbeitet werden, nicht zu störenden Kurzschlüssen im Zellbetrieb führen. Durch eine besondere Aus gestaltung der Einbauten im Galvanikbecken soll erreicht wer den, daß nur noch eine vormetallisierte Faserstrukturbahn in die Gestellrahmen eingelegt, befestigt, nach dem Prozeß der Galvanik entnommen, geschleudert und gewaschen werden muß, die dann in identische Faserstrukturelektrodengerüstrohlinge über der Höhe und über die Breite der Bahn geschnitten, gestanzt oder wie auch immer zerteilt wird.

Außerdem liegt die Aufgabe zugrunde, ein Faserstrukturelektro dengerüst zu schaffen, das entsprechend seines späteren Einsat zes in einem Akkumulator in seinem unteren Bereich weniger Nic kelbelegung als in seinem mittleren Bereich sowie die größte Nickelbelegung in seinem oberen Bereich besitzt, das heißt also in derjenigen Zone in dem es später mit der Stromableiterfahne verschweißt wird, so daß das Gerüst seiner Aufgabe gerecht wer den kann, die entsprechende Leitfähigkeit für die aktive Masse über alle Bereiche der Elektrode über die Höhe hinweg gesehen (Summierung) zu gewährleisten und daß dadurch der Strom relativ verlustarm zur Stromableiterfahne transportiert werden kann.

Zusätzlich ist die gesamte Bahn, an denjenigen Bereichen, in denen sie später in die einzelnen Faserstrukturgerüststreifen zerteilt wird, über einen größeren Bereich mit einer konstanten Nickelbelegung ausgestattet, so daß beim Zerteilen immer maß haltige, gerade Kanten bei den Faserstrukturgerüstplatten vor dem Anschweißen der Stromableiterfahne entstehen, wobei die obere Stirnseite (Kante) und untere Stirnseite (Kante) sowie die rechte und linke Stirnseite (Kante) des Faserstrukturelek trodengerüstes parallel zu einander verlaufen und die obere und untere Stirnseite (Kante) zu den Seitenstirnkanten orthogonal verlaufen.

Noch wichtiger scheint die Aufgabe, im oberen Bereich eine Zone mit einer solch hohen Nickelbelegung zur Verfügung zu stellen, daß der Ausschuß beim Verschweißen der Faserstrukturelektroden gerüste mit den Stromableiterfahnen gesenkt werden kann. Dabei muß eine hohe Nickelbelegung auch im Inneren und über eine Zone vom oberen Anschweißrand des Faserstrukturgerüstes hinweg, die vorteilhafterweise länger als die Anschweißzone ist, des Faser strukturgerüstes erzielt werden, so daß eine Schwächung dieser Zone durch ein Verdampfen der Kunststoffseelen der vernickelten Fasern beim Schweißvorgang durch die Verbindung des Faserstruk turelektrodengeüstes mit der Stromableiterfahne gegenüber dem Stand der Technik ausgeglichen werden kann.

Auch liegt die Aufgabe zugrunde, über die gesamte Höhe, Breite und die Dicke des Faserstrukturelektrodengerüstes und auch be sonders im untersten Bereich des Gerüstes, derjenigen Zone mit der geringsten Nickelbelegung des Faserstrukturelektrodengerü stes, noch eine so hohe Nickelbelegung zu verwirklichen, daß auch in dieser Zone eine so hohe Festigkeit des Gerüstes vor liegt, daß es beim Füllen mit einer pastösen, aktiven Masse un abhängig von der Methode des Einbringens der aktiven Masse wie Vibrationsrütteln, Einwalzen oder Einpressen bei gleichzeitiger Kalibrierung des Gerüstes, dem jeweils existierenden Pasten druck standhält, so daß die Paste problemlos in die Poren bei gleichzeitiger Verdrängung der darin befindlichen Luft ein dringt und nicht beim Füllvorgang das Faserstrukturelektroden gerüst wie einen Schwamm beim Auspressen zusammendrückt und verdichtet.

Weiterhin liegt die Aufgabe zugrunde, ein Faserstrukturelektro dengerüst aus metallisierten Kunststoffasern mit angeschweiß ter, dicker Stromableiterfahne von durch Zahnzwischenräumen voneinander beabstandeten Zähnen zu schaffen, bei dem in der Nähe der Schweißverbindung keine Rißbildung im Faserstrukture lektrodengerüst auftritt, bei dem das Faserstrukturelektroden gerüst vor der Schweißung im Schweißbereich nicht geprägt wer den muß, bei dem über alle Teilabschnitte der Schweißlänge (Summe der Zahnbreiten auf Höhe der Anschweißlinie) eine gleichmäßige Druckverteilung bei der Schweißung, eine gleichmä ßige Stromverteilung bei der Schweißung vorliegen und immer gleiche Kontaktbereiche und Kontakte in regelmäßigem Abstand geschaffen werden. Die Schweißverbindung soll über eine Faser strukturelektrodengerüstbreite von bis zu 200 mm hinweg in Einpunktschweißung realisierbar sein und auch für dünne Gerüste (1,5 mm Nenndicke) Ausschußzahlen beim Schweißvorgang unter 1% aufweisen. Die Schweißverbindung des erfindungsgemäßen Faser strukturelektrodengerüstes mit der Stromableiterfahne soll eine hohe Festigkeit nicht nur bei Zugbeanspruchung, sondern auch in Querrichtung aufweisen und dies nicht nur in bevorzugten Schweißbereichen, sondern auch in den Randzonen und somit ermöglichen, Faserstrukturelektroden mit angeschweißten Strom ableiterfahnen mit günstigen elektrischen Übergangswiderständen und hohen Standzeiten herzustellen, so daß diese nicht nur in Akkumulatoren in stationären Anlagen, sondern auch in Flurför derfahrzeugen oder U-Bahnen oder dgl. Anwendungsfällen mit schwingenden Beanspruchungen eingesetzt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Faserstrukturelektrodenge rüst erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bzw. bei einer Elektrodenplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und bzgl. des Verfahrens zu seiner Herstellung mit den Verfah rensschritten des Anspruchs 21 gelöst.

Die Aktivierung und chemische Metallisierung der Kunststoffge rüste, insbesondere Filze, Nadelfilze oder Vliese, erfolgt in der Praxis nach den bekannten Techniken. Als Material für die Fasern kommen die auch für textile Substrate geeigneten Kunst stoffmaterialien, z. B. Polyolefine, Polyamide, Polyacrylnitril usw. in Frage, sofern sie stabil gegenüber dem Elektrolyten sind.

Mit der angegebenen Verfahrensweise sind insbesondere vorbehan delte Strukturbahnen aus Vliesstoff oder Nadelfilz zu galvani sieren, die eine Bahndicke von 0,25 mm bis 5,00 mm, eine Poro sität der unbearbeiteten Bahn von 50% bis 98% und ein Flä chengewicht der unbearbeiteten Bahn von 50 g/m² bis 800 g/m² besitzen, wobei die Kunststoffasern der Bahn einen Durchmesser von 0,7 dtex bis 7,9 dtex aufweisen, bei einer Stapellänge der Kunststoffasern von 15 mm bis 80 mm. Der Galvanisierungsvorgang wird bevorzugt so lange durchgeführt, bis die Strukturbahnen mit einer Nickel- oder Kupferschicht im Mittel von 50 mg Me tall/cm² bis 300 mg Metall/cm² belegt sind.

Erfindungsgemäß wird nach der Herstellung einer zusammenhängen den vormetallisierten Faserstrukturgerüstbahn ohne vorherigen Zuschnitt auf Streifenhöhe in Elektrodenhöhe diese in Galvanik gestelle eingespannt, in das Elektrolytbad eingefahren und dort galvanisch verstärkt. Während der galvanischen Metallabschei dung ist jeweils zwischen den Anoden und der kathodisch ge schalteten vormetallisierten Faserstrukturgeüstbahn ein starres Blendensystem eingebracht, so daß unter Berücksichtigung der Galvanikbadabmessungen durch die Einbringung des Blendensystems alternierend Streifen mit einer graduellen Nickelbelegung über der Höhe der Bahn entstehen. Die Streifenhöhe entspricht dabei der späteren Faserstrukturelektrodengerüsthöhe. Jeder Streifen hat eine Zone mit einer hohen, mittleren und niederen Nickelbe legung. Nach Ende der galvanischen Abscheidung und Entfernung des Elektrolyten aus den Poren der Faserstrukturelektrodenge rüstbahn erfolgt der Formatzuschnitt auf Elektrodenhöhe in der Weise, daß durch die Zone mit der jeweils stärksten und der je weils geringsten Nickelbelegung ein Zuschnitt auf Streifen mit Elektrodenhöhe ausgeführt wird und die Streifen später ihrer seits in Elektrodenbreite vereinzelt werden.

Entsprechend der gesamten Galvanikbadhöhe und der Höhe des her zustellenden Formates können eine bestimmte Anzahl an späteren Faserstrukturgerüststreifen über die Bahnhöhe hinweg realisiert werden (s. auch Fig. 2). Um die Geometrie der Blenden zu ver einfachen, werden die Streifen so hergestellt, daß in der Bahn sich an die Zone mit hoher Nickelbelegung des ersten (obersten) Streifens sich wieder die Zone mit hoher Nickelbelegung des zweitens Streifens anschließt, so daß sich an die Zone mit der niederen Nickelbelegung des zweiten Streifens wieder die Zone mit der niederen Nickelbelegung des dritten Streifens an schließt usw.. Vorteilhafterweise besitzt die oberste Zone des obersten Streifens der Bahn und die unterste Zone des letzten Streifens der Bahn eine kleine Nickelbelegung. Dann lassen sich eine gerade Anzahl an Streifen aus der Bahn herstellen. Die Blenden sitzen großflächig zwischen den jeweiligen Anoden und der zu vernickelnden Faserstrukturgerüstbahn und besitzen im den Zonen, in denen sich die oberen Zonen von zwei Faserstruk turelektrodengerüststreifen (Maximum der Nickelbelegung) tref fen, große durchgehende Öffnungen. In den Zonen, in denen sich die unteren Zonen von zwei Faserstrukturelektrodengerüststreifen (Minimum der Nickelbelegung) treffen, sind die Blenden durchgehend und besitzen in Abhängigkeit der Formathöhe der herzustellenden Faserstrukturelektroden hier kleine Öffnungen von 5 mm bis 10 mm in einem Abtand von 20 mm bis 30 mm. Hinter einer großen Öffnung des Blendensystems entstehen die Zonen mit hoher Nickelbelegung. Hinter den kleinen Öffnungen des sonst geschlossenen Blendensystems entstehen die Zonen mit niederer Nickelbelegung. Die kleinen Öffnungen erwiesen sich als notwen dig, damit hier nicht Zonen im Gerüst mit zu niedriger Nickel belegung entstehen.

Die oberste und die unterste Stirnkante der gesamten Bahn ist in einem Abstand bis zu den jeweiligen Blendensystemen abge deckt, so daß an diesen Kanten sich keine Ränder mit einer un gewollten Verstärkung der Nickelbelegung unter Ausbildung von Dendriten bilden können. Dadurch, daß an den Nahtstellen der Streifen die Nickelbelegung konstant ist (Maximum bzw. Minimum der Nickelbelegung), stellt sich auch bei einer geringen, un vermeidlichen Fertigungstoleranz beim Formatschneiden der Streifen und der Einzelplatten an ihren oberen und unteren Kan ten immer die gleiche, gewünschte Nickelbelegung ein. Außerdem ist dadurch die gesamte Bahn in Streifen ohne die Entstehung von Abfallstreifen (Verluste) teilbar und alle entstehenden Streifen sind maßhaltig. Bevorzugterweise wird am obersten und untersten Rand der vormetallisierten Faserstrukturgerüstbahn aus Einspanngründen ein kleiner Überschuß eingeplant, um even tuelle Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können.

Eine gezielte Strömung im Galvanikbecken mit einer deutlichen Komponente auf die Hauptoberfläche des Faserstrukturelektroden gerüststreifens während der Galvanisierung, die über die gesam te Hauptfläche der Bahn dafür sorgt, daß sich während der Gal vanisierung die Konzentration des Elektrolytes im Inneren in den Poren des Gerüstes an Nickelionen nicht zu stark verarmt, konnte zusätzlich zu dem besonders bei dicken Faserstrukturge rüstbahnen von 3,5 mm oder 4,5 mm Nenndicke auftretenden Aus schuß eines sandwichartigen Aufbaues des vernickelten Gerüstes, bei dem nur die äußeren Lagen ordentlich vernickelt wur den und im Inneren die vormetallisierten Fasern nicht verstärkt wurden, beseitigen. Daß eine solche regelmäßige Metallabschei dung in porösen vormetallisierten Substraten auch bei höheren Substratdicken trotz Einführung eines starren erfindungsgemäßen Blendensystemes und der dadurch bedingten Beeinflussung der Elektrolytströmung im Galvanikbad möglich ist, ist als ein vom Fachmann nicht zu erwartendes positives Ergebnis zu werten.

Die Fläche der Anoden entspricht der freien Fläche der vorme tallisierten Faserstrukturgerüstbahn.

Werden durch die Herstellung von verschiedenen Formaten in ein und demselben Galvanikbad die Anoden für das größte herzustel lende Format eingerichtet, so wird die überstehende Anodenflä che bei der Herstellung kleinerer Formate (oder Vielfachen von Ihnen) gegenüber einer jetzt kleineren gegenüberstehenden frei en Fläche der vormetallisierten Faserstrukturgerüstbahn abge deckt.

Da bei der Erfindung ein Faserstrukturelektrodengerüst ohne ei nen verstärkten Rand mit Dendriten entsteht, entsteht bei der Widerstandsschweißung von Faserstrukturelektrodengerüst und Stromableiterfahne eine Verbindung, bei der nicht nur in stati stisch verteilten, bevorzugten Gebieten über die Schweißnaht länge (wo bei bisherigen bekannten Faserstrukturgerüsten mit verstärktem Rand die stärksten Dendriten oder Dendritenreste am verstärkt vernickelten Rand sitzen), sondern über alle Teilab schnitte einer Stromableiterfahne von durch Zahnzwischenräumen voneinander beabstandeten Zähnen, wird über die gesamte Länge der Schweißnaht eine insgesamt gleichmäßige Druckverteilung er zielt, so daß auch eine insgesamt gleichmäßige Stromverteilung durch immer gleich zu beaufschlagende Kontaktbereiche über die jeweiligen Zähne und Kotakte in regelmäßigen Abständen bei der Schweißung durch ein homogenes Faserstrukturelektrodengerüst im Anschweißbereich vorliegen. Dies führt zu einer verbesserten mechanischen Stabilität der Schweißverbindung bei sowohl Zug- als auch Biegebeanspruchung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen noch näher erläutert, ohne daß die dort erwähnten Spezifikationen oder Ei genschaften in irgendeiner Weise beschränkend auf die Anwendung des Erfindungsgedankens wirken möge. Vielmehr dienen diese Bei spiele lediglich der Demonstration einer möglichen Anwendung des Erfindungsgedankens.

Beispiel 1

Ein Galvanikbad mit einem Fassungsvermögen von 70 l wurde mit einem Galvanikelektrolyten zur galvanischen Nickelabscheidung gefüllt. Die Badparameter waren: Betriebstemperatur 45°C bis 50°C, 400 g Nickelsulfatheptahydrat pro Liter, 45 g Nic kelchloridhexahydrat pro Liter, 45 g Borsäure pro Liter, An odennickelplatten der Fa. Inco. In dies Galvanikbad wurde ein Galvanikgestell mit rechtwinkligen Rahmen der Abmessungen 380 mm mal 400 mm eingebracht, der einen Mittelsteg besitzt, in dem ein 2,5 mm starker vormetallisierter PP-Filz leitend einge spannt war. Zwischen den Anodenplatten und dem Galvanikgestell war beidseitig des kathodischen vormetallisierten PP-Filzes ein Blendensystem installiert, welches nach einem Viertel und drei Viertel der Breite Öffnungen von circa 60 mm über die gesamte Höhe besaß. Der Abstand des Blendensystemes, das starr mit dem Galvanikgestell verbunden ist, beträgt nach beiden Seiten des vormetallisierten Faserstrukturfilzbahnstreifens 40 mm. Während der galvanischen Metallabscheidung wurde der Elektrolyt jeweils beidseitig des Blendensystemes mit einer herkömmlichen Umwälz pumpe in Strömung gehalten. Nach üblicher galvanischer Nic kelabscheidung von gemittelt 175 mgNi/cm² Substratoberfläche ergab eine Massenanalyse nach Entfernung des Galvanikelektroly ten aus den Poren des Substrates, daß in den Bereichen der Blendenöffnungen sich bis zu 250 mgNi/cm² Substratoberfläche abgeschieden hatten, während sich in den Bereichen der Abblen dungen nur 100 mgNi/cm² Substratoberfläche zur Abscheidung ge kommen waren.

Beispiel 2

Ein Galvanikbad wurde analog zu Beispiel 1 betrieben. Im Unter schied zu dem Blendensystem des Beispieles 1 wies das Blenden system außer den 60 mm breiten Öffnungen noch zusätzlich je weils links und rechts von dem Mittelsteg 18 kleine Öffnungen mit einem Durchmesser von 6 mm auf, die jeweils in 2 Reihen an geordnet waren, wobei sie über die Höhe einen Abstand von 20 mm besaßen. Nach üblicher galvanischer Nickelabscheidung von ge mittelt etwa 175 mgNi/cm² Substratoberfläche ergab eine Mas senanalyse nach Entfernung des Galvanikelektrolyten aus den Po ren des Substrates, daß in den Bereichen der Blendenöffnungen sich bis zu 230 mgNi/cm² Substratoberfläche abgeschieden hat ten, während sich in den Bereichen der Abblendungen mit den kleinen Streulöchern jetzt 130 mgNi/cm² Substratoberfläche zur Abscheidung gekommen waren.

Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Un teransprüchen entnehmbar.

Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Figuren darge stellten Ausführungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 die Nickelbelegung über der Höhe eines erfindungsgemäß hergestellten Faserstrukturelektrodengerüstes des Bei spieles 1 (gestrichelt eingezeichnet des Beispieles 2), und

Fig. 2 die Nickelbelegung über der Höhe eines Faserstrukture lektrodengerüstbahnstreifens, der in vier Streifen teilbar ist, wobei jede Streifenhöhe einer zu erzeugen den Faserstrukturelektrodengerüstplattenhöhe ent spricht.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit ihr metallisierte Faserstrukturelektrodengerüste mit graduell über der Elektrodenhöhe variierter Nickelbelegung mit oder ohne angeschweißter Stromableiterfahne zum Einsatz in Akkumulatoren und ein Verfahren zur kostengünstigen Galvanisie rung von aktivierten und metallisierten Kunststoffsubstraten geschaffen werden, bei dem metallisierte Faserstrukturelektro dengerüste mit graduell über der Elektrodenhöhe variierter Nic kelbelegung - durch entsprechende Einbauten (Blenden besonderer Ausgestaltung) im Galvanikbecken - bei dem Prozeß der Galvani sierung entstehen, die keinen verstärkten Rand, der nur etwa bis maximal 3 mm ins Innere des Elektrodengerüstes ragt, auf weisen.

Dadurch kann das im bisherigen verstärkten Rand in Form von Dendriten abgeschiedene Anodennickel eingespart werden, oder in anderen Zonen, in denen bisher eine zu geringe Nickelbelegung existiert hat, zusätzlich aufgebracht werden.

Dadurch, daß Faserstrukturelektrodengerüste ohne Dendriten ge schaffen werden, müssen diese später nicht in einem besonderen Arbeitsgang entfernt werden (Vermeidung der Entstehung gefähr licher, gesundheitsschädigender Stäube, Einsparung von Arbeits schritten bei der Herstellung, Einsparung von Kosten, Schonung an natürlichen Ressourcen) und können, falls sie nicht abgear beitet werden, nicht zu störenden Kurzschlüssen im Zellbetrieb führen.

Durch die besondere Ausgestaltung der Einbauten im Galvanikbec ken wird erreicht, daß nur noch eine vormetallisierte Faser strukturbahn in die Gestellrahmen eingelegt, befestigt, nach dem Prozeß der Galvanik entnommen, geschleudert und gewaschen werden muß, die dann in identische Faserstrukturelektrodenge rüstplatten über der Höhe und über die Breite der Bahn ge schnitten, gestanzt oder wie auch immer zerteilt wird. Dies er gibt eine größere Ausbeute an hergestellten metallisierten und galvanisch verstärkten Faserstrukturgerüstelektroden pro Charge und pro Galvanikbecken in der Fertigung, so daß bei einer Um satzsteigerung weniger Investitionen für neue Galvanikbecken getätigt werden müssen. Ganz abgesehen davon, daß das Einlegen nur eines Faserstrukturgerüststreifens weniger Handling, Ar beitszeit und Personalaufwand in Anspruch nimmt und somit auch die Möglichkeit der Verursachung von Fehlern beim Einlegen ver ringert, als die Beschickung der Gestellrahmen mit mehreren übereinander in Abstand stehenden Faserstrukturgerüststreifen.

Durch eine gezielte Strömung im Galvanikbecken mit einer deut lichen Komponente auf die Hauptoberfläche des Faserstrukturge rüststreifens während der Galvanisierung, die über die gesamte Hauptfläche der Bahn dafür sorgt, daß während der Galvanisie rung die Konzentration des Elektrolytes im Inneren in den Poren des Gerüstes an Nickelionen nicht zu stark verarmt, konnte zu sätzlich der besonders bei dicken Faserstrukturgerüstbahnen von 3,5 mm oder 4,5 mm Nenndicke auftretende Ausschuß eines sand wichartigen Aufbaues des vernickelten Gerüstes, bei dem nur die äußeren Lagen ordentlich vernickelt wurden und im Inneren die vormetallisierten Fasern nicht verstärkt wurden, gänzlich beseitigt werden.

Durch die Schaffung eines Faserstrukturelektrodengerüstes, das entsprechend seines späteren Einsatzes in einem Akkumulator in seinem unteren Bereich weniger Nickelbelegung als in seinem mittleren Bereich sowie die größte Nickelbelegung in seinem oberen Bereich besitzt, das heißt also in derjenigen Zone, in dem es später mit der Stromableiterfahne verschweißt wird, kann das Gerüst seinen Funktionen gerecht werden, die entsprechende Leitfähigkeit für die aktive Masse über alle Bereiche der Elek trode über die Höhe hinweg gesehen (Summierung) zu gewährlei sten und den Strom relativ verlustarm zur Stromableiterfahne zu transportieren. Somit sind jetzt Akkumulatoren mit verbesserten elektrischen Eigenschaften, insbesondere höher belastbare Zel len zu verwirklichen. Beim Betrieb von Zellen oder Batterien mit derartigen Faserstrukturelektrodengerüsten mit angeschweiß ter Stromableiterfahne wird eine um ungefähr 5% gesteigerte entladbare Kapazität erhalten, bei gleich großem Einsatz von Nickel bei der Galvanisierung der vormetallisierten Faserstruk turelektrodengerüstbahn. Als weiterer Vorteil sind anzusehen eine höhere Belastbarkeit bei hochbelastbaren Zellen, eine län gere mittlere Lebensdauer der Zellen, da eine bessere und gleichmäßigere Ausnutzung der aktiven Massen in der Zelle be wirkt wird.

Dadurch, daß die gesamte Bahn in denjenigen Bereichen, in denen sie später in die einzelnen Faserstrukturelektrodengerüststrei fen zerteilt wird, über einen größeren Bereich über die Bahnhö he mit einer konstanten Nickelbelegung ausgestattet ist, kön nen beim Zerteilen immer maßhaltige, gerade Stirnkanten bei den Faserstrukturgerüstrohlingen vor dem Anschweißen der Strom ableiterfahne entstehen, wobei dann zusätzlich gewährleistet ist, daß die obere Stirnkante und untere Stirnkante sowie die rechte und linke Stirnkante des Faserstrukturelektrodengerüstes parallel zu einander und die obere und untere Stirnkante zu den beiden Seitenstirnkanten orthogonal verlaufen. Durch diese ein fache Möglichkeit der Herstellung maßhaltiger Faserstrukturge rüstelektroden wird die Qualität der Elektroden entscheidend verbessert und der Formatzuschnitt wesentlich erleichtert. Es ist auch nicht mehr notwendig, die Strukturbahn mit einem brei ten Überstand an den Breitseiten und an der unteren Stirnkante zu fertigen, wie es bisher aus einem fertigungstechnischen Si cherheitsdenken heraus geschehen ist. Gleichzeitig wird auch der bisher anfallende, galvanisierte überstand bei den Faser strukturgerüstplatten, der bei jedem einzelnen Einfachstreifen an einer Seite und an jedem Doppelstreifen nach dem Teilen auf zwei Seiten entstand und nach dem Anschweißen der Stromablei terfahne abgeschnitten wurde, eingespart, da jetzt die gesamte Bahn so geschnitten werden kann, daß diese Überstände entfal len.

Die Qualität wird zusätzlich dadurch gesteigert, daß im oberen Bereich eine Zone mit einer solch hohen Nickelbelegung zur Verfügung gestellt wird, daß der Ausschuß beim Verschweißen der Faserstrukturelektrodengerüste mit den Stromableiterfahnen ge senkt wird. Durch die erfindungsgemäße Erzeugung einer hohen Nickelbelegung über eine Zone vom oberen Anschweißrand des Faserstrukturgerüstes hinweg, die vorteilhafterweise länger als die Anschweißzone ist und auch im Inneren über die Dicke des Faserstrukturelektrodengerüstes dieser Zone hinweg aufgebaut wird, kann die Schwächung dieser Zone durch ein Verdampfen der Kunststoffseelen der vernickelten Fasern beim Schweißvorgang durch die Verbindung des Faserstrukturelektrodengeüstes mit der Stromableiterfahne gegenüber dem Stand der Technik kompensiert, ausgeglichen und/oder sogar die Festigkeit deutlich verbessert werden. Beim Anschweißen der Stromableiterfahnen an entspre chend dimensionierten, galvanisierten Gerüstplatten wird die Festigkeit der Verbindung zwischen den Faserstrukturgerüstplat ten und den Stromableiterfahnen um mehr als 30% gesteigert. Durch die erreichte höhere Festigkeit zwischen den Faserstruk turgerüstplatten und den angeschweißten Stromableiterfahnen fallen weniger Stillstandszeiten bei der Pastenfüllung der Ge rüste an, so z. B. wenn schlecht angeschweißte Stromableiter fahnen von den Gerüstplatten abbrachen, die dann aus dem Pa stierbehälter erst wieder entfernt werden mußten oder bei der Elementschweißung an, wenn eine schlecht angeschweißte Strom ableiterfahne von den Gerüstplatte bei z. B. der Schweißung der vorletzten oder letzten Fahne an eine Polbrücke eines Elementes mit 12 oder 16 Platten abbrachen.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines Faserstrukturelek trodengerüstes mit homogenem, geradlinigen Rand und einer Zone hoher Nickelbelegung in dem Bereich, in dem es beim Schweißvor gang die Stromableiterfahne überlappt, aus metallisierten Kunststoffasern mit angeschweißter, dicker Stromableiterfahne von durch Zahnzwischenräumen voneinander beabstandeten Zähnen, tritt in der Nähe der Schweißverbindung keine Rißbildung im Fa serstrukturelektrodengerüst auf, muß das Faserstrukturelektro dengerüst vor der Schweißung im Schweißbereich nicht geprägt werden, liegen über alle Teilabschnitte der Schweißlänge (Summe der Zahnbreiten auf Höhe der Anschweißlinie) eine gleichmäßige Druckverteilung bei der Schweißung, eine gleichmäßige Stromver teilung bei der Schweißung vor und werden immer gleiche Kon taktbereiche und Kontakte in regelmäßigem Abstand geschaffen.

Dadurch sind Schweißverbindungen über 200 mm Faserstrukturelek trodengerüstbreite hinweg in Einpunktschweißung realisierbar, wobei auch für dünne Gerüste (1,5 mm Nenndicke) die Ausschuß zahlen beim Schweißvorgang unter 1% zu liegen kommen. Damit verringert sich der Ausschuß an nicht verwendbaren, mit einer Stromableiterfahne schlecht verschweißten Gerüsten um ein sehr erhebliches Ausmaß. Die Schweißverbindung des erfindungsgemäßen Faserstrukturelektrodengerüstes mit der Stromableiterfahne weist eine hohe Festigkeit nicht nur in bevorzugten Schweißbe reichen, sondern auch in den Randzonen nicht nur bei Zugbean spruchung, sondern auch in Querrichtung auf und somit können Faserstrukturelektroden mit angeschweißten Stromableiterfahnen mit günstigen elektrischen Übergangswiderständen und hohen Standzeiten hergestellt werden, so daß diese nicht nur in Akku mulatoren in stationären Anlagen, sondern auch in Flurförder fahrzeugen oder U-Bahnen oder dgl. Anwendungsfällen mit schwin genden Beanspruchungen einsetzbar sind. Durch das starke Sinken der Ausschußzahlen bei der Herstellung der Schweißverbindung und der anschließenden Fertigung müssen in dem Bereich der Elektrodenplattenherstellung, der Imprägnierung, der Schweißung der Plattenstapel und der Zellmontage weniger Qualitätssiche rungsmaßnahmen ergriffen werden, womit beträchtliche Einsparung bezüglich der Kosten und der Fertigungszeit verbunden sind.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Verwirkli chung einer hohen Nickelbelegung des Faserstrukturelektrodenge rüstes über die gesamte Höhe, die Breite und die Dicke des Fa serstrukturelektrodengerüstes und auch besonders im untersten Bereich des Gerüstes, derjenigen Zone mit der geringsten Nic kelbelegung des Faserstrukturelektrodengerüstes eine so hohe Festigkeit des Gerüstes vorliegt, daß es beim Füllen mit einer pastösen, aktiven Masse unabhängig von der Methode des Einbrin gens der aktiven Masse wie Vibrationsrütteln, Einwalzen oder Einpressen bei gleichzeitiger Kalibrierung des Gerüstes, dem jeweils existierenden Pastendruck standhält, so daß die Paste problemlos in die Poren bei gleichzeitiger Verdrängung der dar in befindlichen Luft eindringt.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Herstellung von homogenen Faserstrukturelektro dengerüststreifen in der Galvanik, die keinen aus dem Stand der Technik bekannten verstärkten, formstabilen Rand aufweisen, jetzt der erfolgsversprechenden Entwicklung und der erfolgrei chen Einführung von z. B. kontinuierlichen Fertigungsschritten beim Waschen und Trocknen der Gerüststreifen als Ganzes nach der Galvanik entgegen gesehen werden kann.

Gegenüber der Summe an Vorteilen, Einsparung an Fertigungszei ten, Verminderung des Ausschusses, Erhöhung der Qualität, Ein sparung an Kosten, Schonung an natürlichen Ressourcen, Verrin gerung des Recyclingaufwandes ist der größere Aufwand an kon struktiver Gestaltung und Beschaffung von Blenden in der Galva nik als vernachlässigbar gering anzusehen.

Claims

1. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen zur späteren Her stellung von einer Vielzahl von Elektrodenplatten, die aus schließlich einseitig angeordnete Stromableiterfahnen aufwei sen, der stromlos vormetallisiert und galvanisch mit einer Me tallauflage verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifenhöhe einem Vielfachen an Höhen von später daraus zu fertigenden Fa serstrukturelektrodengerüstplatten entspricht, wobei die Strei fenhöhe einer jeden Faserstrukturelektrodengerüstplatte iden tisch mit der Elektrodenplattenhöhe ihrer späteren Elektroden platten ist und eine graduelle Nickelbelegung aufweist mit je weils drei Zonen mit einer hohen, mittleren und niederen Ni ckelbelegung und daß die Höhe bzw. Dicke der Metallauflage zur Seite der späteren Anbringung der Stromableiterfahne hin stetig zunimmt.

2. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen über der Höhe in mehrere Streifen, deren Höhe den Höhenabmessungen eines oder verschiedener Formate einer Elektrodenplatte entspricht, teil bar ist.

3. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Streifen mit der Höhe eines oder verschiede ner Formate den erfindungsgemäßen Verlauf der Metallbelegung ü ber der Höhe der Elektrodenplatte besitzen.

4. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen einer Zone mit hoher Metallbelegung des ersten (obersten) Streifens mit einer Höhe, die der Höhe einer Elektrodenplatte entspricht, wieder eine Zone mit hoher Nickelbelegung des zweiten Streifens mit einer Höhe, die der Höhe einer Elektrodenplatte entspricht, an schließt.

5. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen einer Zone mit niederer Metallbelegung des zweiten Streifens mit einer Höhe, die der Höhe einer Elektrodenplatte entspricht, wieder eine Zo ne mit niederer Nickelbelegung des dritten Streifens mit einer Höhe, die der Höhe einer Elektrodenplatte entspricht, an schließt.

6. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen an denjenigen Bereichen, in denen er in die einzelnen Faserstrukturelektro dengerüststreifen mit der Elektrodenplattenhöhe zerteilt wird, eine sich gar nicht oder nur wenig ändernde Metallbelegung auf weist.

7. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Zone des ersten Streifens mit der Elektroden plattenhöhe des Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens und die unterste Zone des letzten Streifens mit der Elektrodenplat tenhöhe des Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens eine niedere Nickelbelegung aufweist.

8. Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserstrukturelektrodengerüst Vliesstoff- oder Nadel filzbahnen eingesetzt werden,
mit einer Bahndicke von 0,25 mm bis 10 mm,
mit einer Porosität der unbearbeiteten Bahn von 50% bis 98%,
mit einem Flächengewicht der unbearbeiteten Bahn von 50 g/m² bis 800 g/m²,
wobei die Kunststofffasern der Bahn einen Durchmesser von 0,4 dtex bis 7,9 dtex aufweisen,
wobei die Kunststofffasern eine Länge zwischen 15 mm und 80 mm haben,
wobei die Kunststofffasern aktiviert, chemisch metallisiert und galvanisch mit einer Metallschicht verstärkt sind und
das Faserstrukturelektrodengerüst eine Nickelbeschichtung im Mittel zwischen 25 mg Ni/cm² und 300 mg Ni/cm² aufweist.

9. Elektrodenplatte aus einem Faserstrukturelektrodengerüst bahnstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Breite von 50 mm bis 500 mm, bevorzugt 110 mm und 180 mm, eine Höhe von 80 mm bis 300 mm, bevorzugt 125, 165 und 245 mm und eine Dicke von 0,5 mm bis 10 mm, bevorzugt 1,5 mm, 2,5 mm, 3,5 mm und 4,5 mm besitzt, daß die galvanisch abge schiedene Metallauflage aus Nickel besteht, daß die Nickelbele gung über der Höhe von der unteren Stirnseite bis zur oberen Stirnseite der Elektrodenplatte, an der die Stromableiterfahne angeordnet wird, zunimmt, und daß der Verlauf der Metallauflage über der Höhe der Elektrodenplatte drei signifikante Bereiche aufweist.

10. Elektrodenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Bereich, im folgenden unterer Bereich genannt, d. h. einem Bereich von der unteren Stirnseite bis zu einer Höhe von 10% bis zu 40% der Elektrodenplattenhöhe, der Wert der Nickelbelegung der Elektrodenplatte ein Minimum an der unteren Stirnseite der Elektrodenplatte aufweist und danach die Nickelbelegung über der Höhe dieses ersten Bereiches progressiv ver läuft.

11. Elektrodenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Metall- bzw. Nickelbelegung der Elektroden platte an der unteren Stirnseite zwischen 30 mg Ni/cm² und 100 mg Ni/cm², bevorzugt 50 mg Ni/cm², beträgt.

12. Elektrodenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Bereich, im folgenden mittlerer Bereich genannt, d. h. von einer Höhe von 10% bis zu 40% der Elektrodenplat tenhöhe ab der unteren Stirnseite gemessen bis zu einer Höhe von 60% bis zu 90% der Elektrodenplattenhöhe ab der unteren Stirnseite gemessen, der Wert der Metallbelegung der Elektroden platte proportional zu der Höhe dieses mittleren Bereiches der Elektrodenplatte ansteigt.

13. Elektrodenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im dritten Bereich, im folgenden oberer Bereich genannt, d. h. einer Höhe von 60% bis zu 90% der Elektrodenplattenhöhe von der unteren Stirnseite aus gemessen bis zur oberen Stirn seite der Elektrodenplatte, der Wert der Nickelbelegung über der Höhe dieses dritten Bereiches der Elektrodenplatte degressiv verläuft und ein Maximum an der oberen Stirnseite der Elektro denplatte aufweist.

14. Elektrodenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Metall- bzw. Nickelbelegung der Elektroden platte an der oberen Stirnseite der Elektrodenplatte 150 mg Ni/cm² bis 300 mg Ni/cm², bevorzugt 250 mg Ni/cm², beträgt.

15. Elektrodenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Stromableiterfahne mit der Elektroden platte eine Zugfestigkeit von 480 N bis 950 N, bevorzugt 720 N bei einer Reißlänge von mindestens 1,5 mm bis 3,2 mm, bei einer freien Einspannlänge des Faserstrukturelektrodengerüstes von 10 mm bei dem Prüfungsvorgang und einer Probenbreite von 35 mm, aufweist.

16. Elektrodenplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Metall- bzw. Nickelbelegung in jeglichem be trachteten Höhenabschnitt der Elektrodenplatte eine maximale Abweichung von der gemittelten Metall- bzw. Nickelbelegung die ses Abschnittes von plus 5% bis zu minus 5% beträgt.

17. Elektrodenplatte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Metall- bzw. Nickelbelegung im betrachteten Höhenabschnitt der Elektrodenplatte innerhalb der vorgegebenen Toleranz von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite hin zu nimmt.

18. Elektrodenplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die lokale Nickelbelegung über die Dicke der Elektroden platte in das Innere um nicht mehr als um 10% der lokalen Ni ckelbelegung abnimmt.

19. Verfahren zur Herstellung eines porösen Faserstrukturelekt rodengerüstbahnstreifens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine stromlos vormetallisierte zusammenhängende Faser strukturgerüstbahn ohne vorherigen Zuschnitt auf Streifenhö he in Elektrodenhöhe in Galvanikgestelle eingespannt wird,
in ein Elektrolytbad eines Galvanikbeckens eingefahren und dort galvanisch mit einer Metallauflage verstärkt wird,
daß während der galvanischen Metallabscheidung jeweils zwi schen den Anoden und der kathodisch geschalteten vormetallisierten Faserstrukturgerüstbahn ein Blendensystem mit in der Höhe unterschiedlich dimensionierten Öffnungen eingebracht wird, und
daß unter Berücksichtigung der Galvanikbadabmessungen durch die Einbringung des Blendensystems alternierend Streifen mit einer graduellen Nickelbelegung über der Höhe der Faser strukturelektrodengerüstbahn entstehen,
daß die erst nach dem Verfahren der galvanischen Verstärkung auf Elektrodenformate (Elektrodenhöhe und -breite) zuge schnittene Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen positi ve Gradienten in der Metallauflage über der Höhe von der un teren zur oberen Stirnseite der späteren Faserstrukturelekt rodengerüstplatten besitzt und
daß sich die Blenden in einem Abstand von 30 mm bis 70 mm, bevorzugt von 50 mm, zu dem zu verstärkenden Faserstruktur elektrodengerüstbahnstreifen befinden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden an den Galvanikgestellen, in denen der zu ver stärkende Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifen eingespannt ist, befestigt sind.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifenhöhe mehrere Höhen von später zu fertigenden Faserstrukturelektro dengerüstplatten entspricht, wobei jede Streifenhöhe einer E lektrodenplatte eine Zone mit einer hohen, mittleren und niede ren Nickelbelegung hat.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt des Faserstrukturelektrodengerüstbahnstrei fens auf Elektrodenhöhe und Breite jeweils erst nach der galva nischen Verstärkung des stromlos vormetallisierten Bahnstrei fens erfolgt.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei der galvanischen Verstärkung des Faserstrukturelektro dengerüstbahnstreifens sich vor den Zonen mit der jeweils stärksten Nickelbelegung in dem Blendensystem Öffnungen mit ei ner Breite von 30 mm bis zu 100 mm, bevorzugt 70 mm befinden.

24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei der galvanischen Verstärkung des Faserstrukturelektro dengerüstbahnstreifens sich vor den Zonen mit der jeweils nied rigsten Nickelbelegung in dem Blendensystem 20 bis 50 Streuöff nungen mit einem Durchmesser von 5 mm bis zu 10 mm, die in ei nem Abstand von 20 mm bis zu 40 mm auf mehrere Reihen angeord net sind, befinden.

25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der Schlitze und der Streuöffnungen von dem jeweils zu erzeugenden späteren Elektrodenformat und dem Belas tungstyp der damit zu bauenden Zelle abhängig ist.

26. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ende der galvanischen Abscheidung und Entfernung des Elektrolyten aus den Poren der Faserstrukturelektrodengerüst bahn der Formatzuschnitt auf Elektrodenhöhe in der Weise er folgt, daß durch die Zone mit der jeweils stärksten und der je weils geringsten Nickelbelegung ein Zuschnitt auf Streifen mit Elektrodenhöhe ausgeführt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen später ihrerseits entsprechend den Abdrücken der Kontaktschienen zur Zuführung des Stromes der Galvanik gestelle in Elektrodenbreite vereinzelt werden.

28. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß während der galvanischen Verstärkung des vormetallisierten Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens eine Badströmung mit einer solchen Strömungsstärke existiert, daß die Nickelbelegung im Inneren des Faserstrukturgerüstes auf den Fasern an einer beliebigen lokalen Zone einer Fläche von z. B. 1 cm² des Faser strukturelektrodengerüstbahnstreifens nicht weniger als 80% der Metallbelagsstärke der Fasern im Außenflächenbereich der selben beliebigen lokalen Zone einer Fläche von z. B. 1 cm² des Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens beträgt.

29. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß während der galvanischen Verstärkung des vormetallisierten Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens eine solche zeit lich geregelte Stromstärkenerhöhung vorgenommen wird, daß die Nickelbelegung im Inneren des Faserstrukturgerüstes auf den Fa sern an einer beliebigen lokalen Zone einer Fläche von z. B. 1 cm² des Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens nicht weni ger als 80% der Metallbelagsstärke der Fasern im Außenflä chenbereich derselben beliebigen lokalen Zone einer Fläche von z. B. 1 cm² des Faserstrukturelektrodengerüstbahnstreifens be trägt.

30. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß an die ungefüllte Elektrodenplatte vor dem Füllen eine Stromableiterfahne angebracht wird, die eine Dicke aufweist, die mindestens 10% geringer ist, als die Dicke der Faserstruk turelektrodengerüstplatte.

31. Verfahren zur Herstellung eines porösen Faserstrukturelekt rodengerüstes aus metallisiertem Kunststoff mit überlappend am Anschweißrand angeschweißter Stromableiterfahne für elektroche mische Speicherzellen, bei dem die Materialstärke der Stromableiterfahne im Anschweißende zum Anschweißrand mit freigestanz ten Zähnen hin abnehmend ausgeführt wird, und bei dem die Stromableiterfahne mit ihrem Anschweißende ausschließlich an nur einer Flachseite der Elektrodenplatte lagedefiniert über den zugeordneten Anschweißrand der Elektrodenplatte gelegt und gehaltert wird und bei dem das Anschweißende in den Anschweiß rand eingedrückt und der Anschweißrand des Elektrodengerüstes angeschweißt wird, wobei das dem Anschweißende der Stromablei terfahne zugeordnete Material des Elektrodengerüstes im Bereich der Überlappung beim Verschweißen der jeweiligen Ränder quer zu seiner Flachseite dauerhaft komprimiert wird, zur Herstellung einer Elektrodenplatte mit angeschweißter Stromableiterfahne nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anschweißen das homogene Material ohne Dendriten an der oberen Stirnseite des Faserstrukturelektrodengerüstes in die Zahnzwischenräume eingepresst und auch an die Flanken der Zahnzwischenräume sowie über alle Teilabschnitte der Stromab leiterfahne auf den Zähnen in regelmäßigen Abständen ange schweißt wird.

32. Verwendung einer Elektrodenplatte mit daran angeordneter Stromableiterfahne nach Anspruch 9 und 31 für positive Elektro den, wobei beim Füllvorgang eine Aktivmassenpaste eingebracht wird, die
einen Gehalt von 28 bis 53 Volumen-% an Nickelhydroxid be sitzt und
einen Fließgrenzenbereich von 20 bis 140 Pa und
eine plastische Viskosität von 0,05 bis 1,3 Pas aufweist, und
wobei das Kornkollektiv an den Feststoffpartikeln in der Paste Korngrößen von 4 bis 10 µm (bei einem Siebdurchgangs wert D = 63,21%) hat,
bei einem Grindometerwert von 8 bis 25 µm und
einem Siebdurchgangswert von 25% bei einer Korngröße von ungefähr 0,2 µm.

33. Verwendung einer Elektrodenplatte nach Anspruch 9 und 31 für negative Elektroden, wobei beim Füllvorgang eine Aktivmas senpaste eingebracht wird, die
einen Gehalt von 15 bis 35 Volumen-% an Kadmiumoxid und
zusätzlich einen Gehalt von 7 Volumen-% an Kadmium und 1 Vo lumen-% an Nickelhydroxid besitzt, und
einen Fließgrenzenbereich von 5 bis 250 Pa und
eine plastische Viskosität von 0,05 bis 3 Pas aufweist.

34. Verwendung einer Elektrodenplatte nach Anspruch 9 und 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivmassenpaste zusätzlich noch ein oder mehrere Dispergatoren zugesetzt werden.