DE102008010827A1 - Galvanic flat cell and method for closing an electrolyte filling opening of the galvanic flat cell - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine galvanische Flachzelle (1), umfassend einen zwischen zwei einander im Wesentlichen parallel gegenüberliegenden Hüllblechen (2.1, 2.2) angeordneten, umlaufenden Rahmen (3) mit einer verschließbaren Elektrolyteinfüllöffnung (5), wobei der Rahmen (3) aus einem Rahmenmaterial gebildet ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Verschließen der Elektrolyteinfüllöffnung (5) mittels thermischen Schweißens zumindest unter Beteiligung des Rahmenmaterials im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5).The invention relates to a galvanic flat cell (1), comprising a peripheral frame (3) arranged between two enveloping plates (2.1, 2.2) lying essentially parallel to one another and having a closable electrolyte filling opening (5), the frame (3) being formed from a frame material is. The invention further relates to a method for closing the electrolyte filling opening (5) by means of thermal welding, at least with the participation of the frame material in the region of the electrolyte filling opening (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Flachzelle, umfassend einen zwischen zwei einander im Wesentlichen parallel gegenüber liegenden Hüllblechen angeordneten, umlaufenden Rahmen mit einer verschließbaren Elektrolyteinfüllöffnung, wobei der Rahmen aus einem Rahmenmaterial gebildet ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Verschließen der Elektrolyteinfüllöffnung der galvanischen Flachzelle.The The invention relates to a galvanic flat cell comprising a between two substantially parallel to each other arranged lying cladding, surrounding frame with a closable electrolyte filling opening, wherein the frame is formed of a frame material. The invention further relates to a method of closing the electrolyte fill port the galvanic flat cell.

Insbesondere in Elektrofahrzeugen, Hybridfahrzeugen und Mildhybridfahrzeugen werden Batterien aus galvanischen Flachzellen (auch Einzelzellen genannt) eingesetzt.Especially in electric vehicles, hybrid vehicles and mild hybrid vehicles batteries are made of galvanic flat cells (also called single cells) used.

Aus der DE 42 40 339 C1 sind Flachzellen bekannt, in denen Elektrodenfolien in Form von mit elektrochemisch wirksamen Materialien beschichteten Alu- und Kupferfolien ausgebildet sind. Die Elektrodenfolien sind zu einem Elektrodenstapel zusammengefasst, wobei die einzelnen Elektrodenfolien durch einen Separator, vorzugsweise eine Folie, voneinander elektrisch und auch räumlich getrennt sind. Im Inneren der galvanischen Flachzelle ist ein Elektrolyt vorgesehen, das nach der Montage der Flachzelle durch eine Elektrolyteinfüllöffnung eingefüllt wird, die anschließend dicht verschlossen werden muss.From the DE 42 40 339 C1 Flat cells are known in which electrode films are formed in the form of coated with electrochemically active materials aluminum and copper foils. The electrode foils are combined to form an electrode stack, the individual electrode foils being separated from one another electrically and also spatially by a separator, preferably a foil. In the interior of the galvanic flat cell, an electrolyte is provided, which is filled after assembly of the flat cell through a Elektrolyteinfüllöffnung, which then has to be sealed.

Aus der DE 10 2007 063 176.8 ist eine Batterie bekannt, deren Zellen eine Einfüllöffnung aufweisen, die mit einem Verschlusselement, insbesondere einem Blindniet, einer Schraube oder einem Stopfen verschließbar ist. Beim Einsatz in einer Flachzelle mit Rahmen ist der Einsatz eines solchen Verschlusselements ungünstig, da der Rahmen nur für geringe mechanische Belastungen ausgelegt ist.From the DE 10 2007 063 176.8 a battery is known, the cells of which have a filling opening which can be closed with a closing element, in particular a blind rivet, a screw or a stopper. When used in a flat cell with frame, the use of such a closure element is unfavorable, since the frame is designed only for low mechanical loads.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte galvanische Flachzelle sowie ein verbessertes Verfahren zum Verschließen einer Elektrolyteinfüllöffnung der galvanischen Flachzelle anzugeben.It is therefore an object of the invention, an improved galvanic Flat cell and an improved method for closing an electrolyte filling opening of the galvanic Indicate flat cell.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine galvanische Flachzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11.The The object is achieved by a galvanic flat cell having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 11.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße galvanische Flachzelle umfasst einen zwischen zwei einander im Wesentlichen parallel gegenüber liegenden Hüllblechen angeordneten, umlaufenden Rahmen mit einer verschließbaren Elektrolyteinfüllöffnung. Der Rahmen ist aus einem Rahmenmaterial gebildet. Die Elektrolyteinfüllöffnung ist mittels thermischen Schweißens zumindest unter Beteiligung des Rahmenmaterials im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung verschließbar. Unter Schweißen wird das unlösbare Verbinden von Bauteilen unter Anwendung von Wärme und/oder Druck – mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoffe verstanden. Dabei werden die beteiligten Bauteile, in diesem Fall zumindest das Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung zumindest teilweise aufgeschmolzen und aneinander grenzende, aufgeschmolzene Bereiche der beteiligten Bauteile beim Erstarren miteinander verschweißt, insbesondere ohne Schweißzusatzwerkstoffe. Das Verschweißen der Elektrolyteinfüllöffnung ist im Gegensatz zum Einsatz von Nieten auch in dem nur begrenzt mechanisch belastbaren Rahmen möglich. Im Vergleich mit Klebeverfahren verkürzt sich eine Durchlaufzeit der galvanischen Flachzelle, da keine Aushärtezeit benötigt wird sondern die Fügestelle sofort nach dem Erkalten dicht ist. Durch die genannten Vorteile ist zudem ein Abdichten der galvanischen Flachzelle mit geringeren Kosten erreichbar.A Galvanic flat cell according to the invention comprises one between two substantially parallel to each other arranged lying cladding, surrounding frame with a lockable electrolyte filling opening. The frame is formed of a frame material. The electrolyte filling opening is at least under participation by means of thermal welding of the frame material in the region of the electrolyte filling opening closable. This becomes insoluble under welding Connecting components using heat and / or pressure - with or understood without welding consumables. It will be the components involved, in this case at least the frame material in the region of the electrolyte filling opening at least partially melted and juxtaposed, molten Areas of the components involved welded together during solidification, in particular without welding consumables. Welding the Electrolyte filling opening is in contrast to the use of rivets even in the limited mechanical loadable frame possible. Compared with bonding process, a turnaround time is reduced the galvanic flat cell, since no curing time is required but the joint is tight immediately after cooling is. Due to the advantages mentioned is also a sealing of the galvanic Flat cell achievable with lower costs.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Stopfen in die Elektrolyteinfüllöffnung eingesetzt und mit dem Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung verschweißt. Insbesondere ist der Stopfen aus dem Rahmenmaterial gebildet, da ein Verschweißen gleichartiger Stoffe besonders einfach ist. Vorzugsweise ist das Rahmenmaterial dabei ein Thermoplastmaterial, beispielsweise Polypropylen, da sich dieses besonders leicht thermisch verformen lässt und gute Isolatoreigenschaften aufweist. Der Stopfen wird insbesondere mittels eines beheizten Nietwerkzeugs in die Elektrolyteinfüllöffnung eingesetzt und mit dem Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung verschweißt. Das Nietwerkzeug dient dabei sowohl dem Eintrag von Wärme als auch der mechanischen Verpressung des Stopfens mit dem Rahmenmaterial des Rahmens im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung.In an embodiment of the invention is a plug in the electrolyte filling opening inserted and with the frame material in the area of the electrolyte filling opening welded. In particular, the plug is made of the frame material formed, since a welding of similar materials especially easy. Preferably, the frame material is a thermoplastic material, For example, polypropylene, since this is particularly easy thermal deform and has good insulator properties. The plug is in particular by means of a heated riveting tool inserted into the electrolyte filling opening and with the frame material in the area of the electrolyte filling opening welded. The riveting tool serves both the entry of heat as well as the mechanical pressing of the plug with the frame material of the frame in the area of the electrolyte filling opening.

In einer weiteren Ausführungsform ist an der Elektrolyteinfüllöffnung eine Vorform aus dem Rahmenmaterial ausgebildet, die mittels Wärme und Druck zum Verschluss der Elektrolyteinfüllöffnung verformbar und verschweißbar ist. Die Vorform kann beispielsweise in der Art einer aus der Elektrolyteinfüllöffnung herausragenden Tülle gebildet sein, durch die das Elektrolyt eingefüllt wird. Zum Verschließen der Elektrolyteinfüllöffnung wird die tüllenförmige Vorform mittels des Nietwerkzeugs aufgeschmolzen und unter leichtem mechanischen Druck in die Elektrolyteinfüllöffnung gepresst, wo die Innenwandungen der Vorform schließlich miteinander verschmelzen, d. h. verschweißt werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Vorform bereits am Rahmen ausgebildet ist, beispielsweise mittels Spritzguss, so dass keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind und im Nietwerkzeug gehalten werden müssen.In Another embodiment is at the Elektrolytinfüllöffnung a preform of the frame material formed by means of heat and pressure to close the Elektrolyteinfüllöffnung deformable and is weldable. The preform can be, for example in the manner of one out of the electrolyte fill port outstanding spout formed by the electrolyte is filled. For closing the electrolyte filling opening becomes the tulle-shaped preform by means of the riveting tool melted and under slight mechanical pressure in the Elektrolyteinfüllöffnung pressed, where the inner walls of the preform finally merge together, d. H. be welded. Advantageous here is that the preform is already formed on the frame, For example, by injection molding, so no additional Components are required and must be kept in the riveting tool.

In einer weiteren Ausführungsform weist eines der Hüllbleche im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung eine überstehende Lasche auf, die zum Verschließen mittels eines beheizten Biegestempels über die Elektrolyteinfüllöffnung gebogen und durch Wärmeeintrag aus dem Biegestempel mit dem Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung verschweißt wird. Dabei wird das Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung teilweise aufgeschmolzen und beim Erstarren mit der darin eingebetteten Lasche verschweißt. Diese Ausführungsform kommt ebenfalls ohne zusätzliche Bauteile aus.In Another embodiment has one of the cladding sheets in the area of the electrolyte filling opening a protruding Lug on, which can be closed by means of a heated Bend punch over the electrolyte filling opening bent and by heat input from the punch with welded to the frame material in the field of Elektrolyteinfüllöffnung becomes. The frame material is in the area of the electrolyte filling opening partially melted and solidified with the embedded therein Lash welded. This embodiment comes also without additional components.

Die überstehende Lasche ist vorzugsweise chemisch und/oder mechanisch vorbehandelt, um das Anhaften des Rahmenmaterials zu verbessern. Mit einer chemischen Vorbehandlung werden beispielsweise Fremdstoffe aus der Oberfläche der metallischen Lasche entfernt. Bei einer mechanischen Vorbehandlung wird die Oberfläche der Lasche beispielsweise aufgeraut. Beide Maßnahmen ermöglichen eine verbesserte Durchdringung der Oberfläche der Lasche mit dem Rahmenmaterial und so eine haltbarere Verbindung.The supernumerary Tab is preferably chemically and / or mechanically pretreated, to improve the adhesion of the frame material. With a chemical Pre-treatment, for example, foreign substances from the surface the metallic tab removed. In a mechanical pretreatment For example, the surface of the tab is roughened. Both measures allow for improved penetration the surface of the flap with the frame material and so on a more durable connection.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.in the Below, embodiments of the invention are based on explained in more detail by drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine perspektivische Ansicht einer galvanischen Flachzelle mit zwei Hüllblechen und einem dazwischen angeordneten, umlaufenden Rahmen, 1 a perspective view of a galvanic flat cell with two cladding sheets and an interposed, circulating frame,

2 eine perspektivische Ansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 1 mit einer Elektrolyteinfüllöffnung, einem Stopfen und einem Nietwerkzeug, 2 a perspective view of a part of the galvanic flat cell 1 with an electrolyte filling opening, a stopper and a riveting tool,

3 eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 2 mit der unverschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung, 3 a sectional view of a part of the galvanic flat cell 2 with the unlocked electrolyte filling opening,

4 eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 2 mit der durch den Stopfen verschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung, 4 a sectional view of a part of the galvanic flat cell 2 with the electrolyte filling opening closed by the stopper,

5 eine perspektivische Ansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 1 mit einer Elektrolyteinfüllöffnung, einer daran ausgebildeten Vorform und einem Nietwerkzeug, 5 a perspective view of a part of the galvanic flat cell 1 with an electrolyte filling opening, a preform formed thereon and a riveting tool,

6 eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 5 mit der unverschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung, 6 a sectional view of a part of the galvanic flat cell 5 with the unlocked electrolyte filling opening,

7 eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 5 mit der durch die verformte Vorform verschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung, 7 a sectional view of a part of the galvanic flat cell 5 with the electrolyte fill port closed by the deformed preform,

8 eine perspektivische Ansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 1 mit einer Elektrolyteinfüllöffnung, einer an einer der Hüllplatten ausgebildeten Lasche und einem Biegestempel, 8th a perspective view of a part of the galvanic flat cell 1 with an electrolyte filling opening, a tab formed on one of the enveloping plates and a bending punch,

9 eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 8 mit der unverschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung, und 9 a sectional view of a part of the galvanic flat cell 8th with the unlocked electrolyte filling opening, and

10 eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle aus 8 mit der durch die umgebogene Lasche verschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung. 10 a sectional view of a part of the galvanic flat cell 8th with the electrolyte filling opening closed by the bent tab.

Einander entsprechende Teile sind in allen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are denoted by the same reference numerals in all drawings Mistake.

In 1 ist eine galvanischen Flachzelle 1 mit zwei einander im Wesentlichen parallel gegenüber liegenden Hüllblechen 2.1, 2.2 und einem dazwischen angeordneten, umlaufenden Rahmen 3 gezeigt. Die Hüllbleche 2.1, 2.2 stellen die Pole der galvanischen Flachzelle 1 zur Kontaktierung mit benachbarten Flachzellen 1 in einem Batterieblock oder zur Kontaktierung des Batterieblocks dar.In 1 is a galvanic flat cell 1 with two substantially parallel opposite cladding sheets 2.1 . 2.2 and a peripheral frame disposed therebetween 3 shown. The cover plates 2.1 . 2.2 set the poles of the galvanic flat cell 1 for contacting with adjacent flat cells 1 in a battery block or for contacting the battery block.

An einem der Hüllbleche 2.2 ist ein fahnenartiger Kontakt 4 vorgesehen, um die Spannungen einzelner galvanischer Flachzellen 1 im Batterieblock überwachen zu können. Der Rahmen 3 ist aus einem isolierenden Rahmenmaterial, beispielsweise einem Kunststoff gebildet, um die Hüllbleche 2.1, 2.2 voneinander zu isolieren.On one of the cover plates 2.2 is a banner-like contact 4 provided to the voltages of individual galvanic flat cells 1 to monitor in the battery block. The frame 3 is made of an insulating frame material, for example a plastic, around the cladding sheets 2.1 . 2.2 isolate each other.

Insbesondere ist das Rahmenmaterial als ein Thermoplastmaterial, beispielsweise Polypropylen ausgebildet.Especially For example, the frame material is a thermoplastic material Polypropylene formed.

In 2 ist ein Teil der galvanischen Flachzelle 1 aus 1 mit einer im Rahmen 3 angeordneten Elektrolyteinfüllöffnung 5 gezeigt. Die Elektrolyteinfüllöffnung 5 dient dem Einfüllen eines Elektrolyts in die galvanische Flachzelle 1 nach deren Montage. Sie muss nach dem Einfüllvorgang dicht verschlossen werden.In 2 is part of the galvanic flat cell 1 out 1 with one in the frame 3 arranged Elektrolyteinfüllöffnung 5 shown. The electrolyte filling opening 5 is used to fill an electrolyte in the galvanic flat cell 1 after their assembly. It must be tightly closed after the filling process.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zum Verschließen ein Stopfen 6 vorgesehen, der vorzugsweise aus dem Rahmenmaterial, insbesondere einem Thermoplastmaterial, beispielsweise Polypropylen gebildet ist. Der Stopfen 6 wird mittels eines beheizten Nietwerkzeugs 7 in die Elektrolyteinfüllöffnung 5 gedrückt, durch die Wärme des Nietwerkzeugs 7 ebenso wie das Rahmenmaterial des Rahmens 3 im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung 5 teilweise aufgeschmolzen und somit mit dem Rahmenmaterial des Rahmens 3 im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung 5 verschweißt.In the embodiment shown, a plug is for closing 6 provided, which is preferably formed from the frame material, in particular a thermoplastic material, for example polypropylene. The stopper 6 is by means of a heated riveting tool 7 into the electrolyte filling opening 5 pressed by the heat of the riveting tool 7 as well as the frame material of the frame 3 in the area of the electrolyte filling opening 5 partially melted and thus with the frame material of the frame 3 in the field of electrolytes filler opening 5 welded.

3 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle 1 aus 2 mit der noch unverschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung 5. Die galvanische Flachzelle 1 weist zwischen den Hüllblechen 2.1, 2.2 ein Elektrodenstapel 8 auf, in dem beispielsweise mit elektrochemisch wirksamen Materialien beschichtete Aluminium- und Kupferfolien übereinander gestapelt und jeweils durch einen Separator voneinander getrennt sind. 3 shows a sectional view of a part of the galvanic flat cell 1 out 2 with the unclosed electrolyte filling opening 5 , The galvanic flat cell 1 points between the cladding sheets 2.1 . 2.2 an electrode stack 8th on, for example, in which aluminum and copper foils coated with electrochemically active materials are stacked on top of one another and separated from one another by a separator.

Die Elektrolyteinfüllöffnung 5 weist einen Vorsprung 9 auf, auf dem der Stopfen 6 so aufliegen kann, dass er nicht vollständig durch die Elektrolyteinfüllöffnung 5 ins Innere der galvanischen Flachzelle 1 gelangt. Das beheizte Nietwerkzeug 7 weist eine Aufnahme auf, in der der Stopfen 6 gehalten werden kann.The electrolyte filling opening 5 has a lead 9 on top of which is the stopper 6 can rest so that it is not completely through the Elektrolyteinfüllöffnung 5 into the interior of the galvanic flat cell 1 arrives. The heated riveting tool 7 has a receptacle in which the stopper 6 can be held.

In 4 ist der Teil der galvanischen Flachzelle 1 aus den 2 und 3 mit der durch den Stopfen 6 verschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung 5 gezeigt. Der Stopfen 6 wurde mittels des beheizten Nietwerkzeugs 7 in die Elektrolyteinfüllöffnung 5 gedrückt und erwärmt. Durch die Wärme des Nietwerkzeugs 7 wurde der Stopfen 6 ebenso wie das Rahmenmaterial des Rahmens 3 im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung 5, insbesondere im Bereich des Vorsprungs 9 teilweise aufgeschmolzen und beim Erkalten eine Verschweißung des Stopfens 6 mit dem Vorsprung 9 erreicht, so dass die Elektrolyteinfüllöffnung 5 abgedichtet ist.In 4 is the part of the galvanic flat cell 1 from the 2 and 3 with the through the stopper 6 closed electrolyte filling opening 5 shown. The stopper 6 was by means of the heated riveting tool 7 into the electrolyte filling opening 5 pressed and heated. By the heat of the riveting tool 7 became the stopper 6 as well as the frame material of the frame 3 in the area of the electrolyte filling opening 5 , in particular in the area of the projection 9 partially melted and on cooling a welding of the plug 6 with the lead 9 achieved so that the electrolyte filling opening 5 is sealed.

Ein Aufschmelzen und Verschweißen des Stopfens 6 mit dem Rahmenmaterial des Rahmens kann abgesehen vom Vorsprung 9 auch in anderen Teilen der Elektrolyteinfüllöffnung 5 erreicht werden. Hierzu kann ein erhöhter Wärmeeintrag durch das beheizte Nietwerkzeug 7 erforderlich sein.A melting and welding of the plug 6 with the frame material of the frame can apart from the projection 9 also in other parts of the electrolyte filling opening 5 be achieved. For this purpose, an increased heat input through the heated riveting tool 7 to be required.

Die Elektrolyteinfüllöffnung 5 und der Stopfen 6 können anders geformt sein, als im Ausführungsbeispiel gezeigt. Beispielsweise kann bei einer konischen Form der Elektrolyteinfüllöffnung 5 und des Stopfens 6 auf den Vorsprung 9 verzichtet werden.The electrolyte filling opening 5 and the stopper 6 may be shaped differently than shown in the embodiment. For example, in a conical shape, the electrolyte filling opening 5 and the stopper 6 on the lead 9 be waived.

In 5 ist ein Teil der galvanischen Flachzelle 1 aus 1 mit der Elektrolyteinfüllöffnung 5 in einer weiteren Ausführungsform gezeigt.In 5 is part of the galvanic flat cell 1 out 1 with the electrolyte filling opening 5 shown in a further embodiment.

An der Elektrolyteinfüllöffnung 5 ist eine aus dem Rahmenmaterial gebildete Vorform 10.1 ausgebildet in Form einer aus der Elektrolyteinfüllöffnung 5 heraus ragenden Tülle, durch die das Elektrolyt in die Zelle gefüllt werden kann. Das Verschließen der Elektrolyteinfüllöffnung 5 erfolgt durch Umschmelzen und Verschweißen der Vorform 10.1, indem dieser unter Druck Wärme aus dem beheizten Nietwerkzeug 7, das hier als Umformwerkzeug dient, zugeführt wird.At the electrolyte filling opening 5 is a preform formed from the frame material 10.1 formed in the form of a from the Elektrolyteinfüllöffnung 5 protruding spout through which the electrolyte can be filled into the cell. Closing the electrolyte filling opening 5 takes place by remelting and welding of the preform 10.1 By applying this heat under pressure from the heated riveting tool 7 , which serves as a forming tool, is supplied.

6 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle 1 aus 5 mit der noch unverschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung 5. An der Elektrolyteinfüllöffnung 5 ist die aus dem Rahmenmaterial gebildete Vorform 10.1 ausgebildet. Das beheizte Nietwerkzeug 7 weist eine Ausnehmung auf, mittels derer eine definierte Verformung der Vorform 10.1 unter Wärme und Druck erreichbar ist. 6 shows a sectional view of a part of the galvanic flat cell 1 out 5 with the unclosed electrolyte filling opening 5 , At the electrolyte filling opening 5 is the preform formed from the frame material 10.1 educated. The heated riveting tool 7 has a recess, by means of which a defined deformation of the preform 10.1 can be reached under heat and pressure.

In 7 ist der Teil der galvanischen Flachzelle 1 aus den 5 und 6 gezeigt, wobei die Elektrolyteinfüllöffnung 5 durch die unter Wärme und Druck vom beheizten Nietwerkzeug 7 verformte Vorform 10.2 verschlossen ist. Die Vorform 10.1 wurde dabei aufgeschmolzen und durch das beheizte Nietwerkzeug 7 in die verformten Vorform 10.2 überführt. Zuvor nicht miteinander verbundene Teile der Vorform 10.1 werden beim Erkalten der verformten Vorform 10.2 miteinander verschweißt, so dass die Elektrolyteinfüllöffnung 5 abgedichtet ist.In 7 is the part of the galvanic flat cell 1 from the 5 and 6 shown, wherein the electrolyte filling opening 5 by heat and pressure from the heated riveting tool 7 deformed preform 10.2 is closed. The preform 10.1 was melted and heated by the riveting tool 7 into the deformed preform 10.2 transferred. Previously unconnected parts of the preform 10.1 when cooling the deformed preform 10.2 welded together so that the electrolyte filling opening 5 is sealed.

In 8 ist ein Teil der galvanischen Flachzelle 1 aus 1 mit der Elektrolyteinfüllöffnung 5 in einer weiteren Ausführungsform gezeigt. An einem der Hüllbleche 2.1, 2.2 ist im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung 5 eine Lasche 11 vorgesehen, die über den Rahmen 3 hinaus reicht. Mittels eines beheizten Biegestempels 12 wird die Lasche 11 über die Elektrolyteinfüllöffnung 5 gebogen. Durch die vom Biegestempel 12 zugeführte Wärme wird das nun unter der umgebogenen Lasche 11 liegende Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung 5 teilweise aufgeschmolzen und beim Erstarren mit der Lasche 11 verschweißt.In 8th is part of the galvanic flat cell 1 out 1 with the electrolyte filling opening 5 shown in a further embodiment. On one of the cover plates 2.1 . 2.2 is in the area of the electrolyte filling opening 5 a tab 11 provided over the frame 3 enough. By means of a heated bending punch 12 will be the tab 11 over the electrolyte filling opening 5 bent. By the bending stamp 12 Heat is now under the bent tab 11 lying frame material in the field of Elektrolyteinfüllöffnung 5 partially melted and when solidifying with the tab 11 welded.

9 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der galvanischen Flachzelle 1 aus 8 mit der noch unverschlossenen Elektrolyteinfüllöffnung 5. Am Hüllblech 2.2 ist im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung 5 die Lasche 11 vorgesehen, die über den Rahmen 3 hinaus reicht. 9 shows a sectional view of a part of the galvanic flat cell 1 out 8th with the unclosed electrolyte filling opening 5 , At the cover plate 2.2 is in the area of the electrolyte filling opening 5 the tab 11 provided over the frame 3 enough.

In 10 wurde die Lasche 11 mittels des beheizten Biegestempels 12 über die Elektrolyteinfüllöffnung 5 gebogen. Der Biegestempel 12 weist hierfür eine Schräge auf, die die gewünschte Biegerichtung der Lasche 11 begünstigt. Durch die vom Biegestempel 12 zugeführte Wärme wird das nun unter der umgebogenen Lasche 11 liegende Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung 5 teilweise aufgeschmolzen und beim Erstarren mit der Lasche 11 verschweißt, so dass die Elektrolyteinfüllöffnung 5 abgedichtet ist.In 10 became the tab 11 by means of the heated bending punch 12 over the electrolyte filling opening 5 bent. The bending punch 12 has this a slope on which the desired bending direction of the tab 11 favored. By the bending stamp 12 Heat is now under the bent tab 11 lying frame material in the field of Elektrolyteinfüllöffnung 5 partially melted and when solidifying with the tab 11 welded so that the electrolyte filling opening 5 is sealed.

Der Stopfen 6 kann alternativ aus einem anderen Material als dem Rahmenmaterial gebildet sein, insbesondere jedoch aus einem thermisch verformbaren Kunststoff.The stopper 6 may alternatively be formed of a different material than the frame material, but in particular from a thermally ver moldable plastic.

Die Vorform 10.1 kann von der Form einer Tülle abweichend gebildet sein.The preform 10.1 may be formed differently from the shape of a spout.

11
galvanische Flachzellegalvanic flat cell
2.1, 2.22.1 2.2
Hüllblechskin panel
33
Rahmenframe
44
fahnenartiger Kontaktbanners like Contact
55
Elektrolyteinfüllöffnungelectrolyte filling
66
StopfenPlug
77
Nietwerkzeugriveting tool
88th
Elektrodenstapelelectrode stack
99
Vorsprunghead Start
10.110.1
Vorformpreform
10.210.2
verformte Vorformdeformed preform
1111
Lascheflap
1212
Biegestempelpunch

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  • - DE 102007063176 [0004] - DE 102007063176 [0004]

Claims (16)

Galvanische Flachzelle (1), umfassend einen zwischen zwei einander im Wesentlichen parallel gegenüber liegenden Hüllblechen (2.1, 2.2) angeordneten, umlaufenden Rahmen (3) mit einer verschließbaren Elektrolyteinfüllöffnung (5), wobei der Rahmen (3) aus einem Rahmenmaterial gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyteinfüllöffnung (5) mittels thermischen Schweißens zumindest unter Beteiligung des Rahmenmaterials im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verschließbar ist.Galvanic flat cell ( 1 ), comprising a cover sheet lying between two mutually substantially parallel ( 2.1 . 2.2 ), surrounding frames ( 3 ) with a closable electrolyte filling opening ( 5 ), the frame ( 3 ) is formed from a frame material, characterized in that the electrolyte filling opening ( 5 ) by means of thermal welding at least with the participation of the frame material in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) is closable. Galvanische Flachzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stopfen (6) in die Elektrolyteinfüllöffnung (5) einsetzbar und mit dem Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verschweißbar ist.Galvanic flat cell ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a plug ( 6 ) into the electrolyte filling opening ( 5 ) and with the frame material in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) is weldable. Galvanische Flachzelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (6) aus einem Kunststoff gebildet ist.Galvanic flat cell ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the plug ( 6 ) is formed of a plastic. Galvanische Flachzelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (6) aus dem Rahmenmaterial gebildet ist.Galvanic flat cell ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the plug ( 6 ) is formed from the frame material. Galvanische Flachzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Elektrolyteinfüllöffnung (5) eine Vorform (10.1) aus dem Rahmenmaterial ausgebildet ist, die mittels Wärme und Druck zum Verschluss der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verformbar und verschweißbar ist.Galvanic flat cell ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at the Elektrolyteinfüllöffnung ( 5 ) a preform ( 10.1 ) is formed from the frame material, which by means of heat and pressure to close the Elektrolyteinfüllöffnung ( 5 ) is deformable and weldable. Galvanische Flachzelle (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform (10.1) in der Art einer Tülle aus der Elektrolyteinfüllöffnung (5) heraus ragt.Galvanic flat cell ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the preform ( 10.1 ) in the manner of a spout from the electrolyte filling opening ( 5 ) sticks out. Galvanische Flachzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Hüllbleche (2.1, 2.2) im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) eine überstehende Lasche (11) aufweist, die über die Elektrolyteinfüllöffnung (5) biegbar und mit dem Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verschweißbar ist.Galvanic flat cell ( 1 ) according to claim 1, characterized in that one of the cladding sheets ( 2.1 . 2.2 ) in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) a protruding tab ( 11 ), which via the Elektrolyteinfüllöffnung ( 5 ) and with the frame material in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) is weldable. Galvanische Flachzelle (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die überstehende Lasche (11) chemisch und/oder mechanisch vorbehandelt ist.Galvanic flat cell ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the protruding tab ( 11 ) is chemically and / or mechanically pretreated. Galvanische Zelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenmaterial als ein Thermoplastmaterial ausgebildet ist.Galvanic cell ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the frame material is formed as a thermoplastic material. Galvanische Zelle (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoplastmaterial als Polypropylen ausgebildet ist.Galvanic cell ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the thermoplastic material is formed as polypropylene. Verfahren zum Verschließen einer Elektrolyteinfüllöffnung (5) einer galvanischen Flachzelle (1), umfassend einen zwischen zwei einander im Wesentlichen parallel gegenüber liegenden Hüllblechen (2.1, 2.2) angeordneten, umlaufenden Rahmen (3) mit der verschließbaren Elektrolyteinfüllöffnung (5), wobei der Rahmen (3) aus einem Rahmenmaterial gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyteinfüllöffnung (5) mittels thermischen Schweißens zumindest unter Beteiligung des Rahmenmaterials im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verschlossen wird.Method for closing an electrolyte filling opening ( 5 ) of a galvanic flat cell ( 1 ), comprising a cover sheet lying between two mutually substantially parallel ( 2.1 . 2.2 ), surrounding frames ( 3 ) with the closable electrolyte filling opening ( 5 ), the frame ( 3 ) is formed from a frame material, characterized in that the electrolyte filling opening ( 5 ) by means of thermal welding at least with the participation of the frame material in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) is closed. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stopfen (6) mittels eines beheizbaren Nietwerkzeugs (7) in die Elektrolyteinfüllöffnung (5) eingesetzt und mit dem Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verschweißt wird.Method according to claim 11, characterized in that a plug ( 6 ) by means of a heatable riveting tool ( 7 ) into the electrolyte filling opening ( 5 ) and with the frame material in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) is welded. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem Kunststoff gebildeter Stopfen (6) verwendet wird.A method according to claim 12, characterized in that a plug formed from a plastic ( 6 ) is used. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem Rahmenmaterial gebildeter Stopfen (6) verwendet wird.A method according to claim 12, characterized in that a plug formed from the frame material ( 6 ) is used. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der Elektrolyteinfüllöffnung (5) aus dem Rahmenmaterial ausgebildete Vorform (10.1) mittels eines beheizbaren Nietwerkzeugs (7) zum Verschluss der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verformt und verschweißt wird.Method according to claim 11, characterized in that one at the electrolyte filling opening ( 5 ) formed from the frame material preform ( 10.1 ) by means of a heatable riveting tool ( 7 ) for closing the electrolyte filling opening ( 5 ) is deformed and welded. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine an einem der Hüllbleche (2.1, 2.2) im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) ausgebildete, überstehende Lasche (11) mittels eines beheizbaren Biegestempels (12) über die Elektrolyteinfüllöffnung (5) gebogen und mit dem Rahmenmaterial im Bereich der Elektrolyteinfüllöffnung (5) verschweißt wird.Method according to claim 11, characterized in that one on one of the cladding sheets ( 2.1 . 2.2 ) in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) formed, protruding tab ( 11 ) by means of a heatable bending punch ( 12 ) via the electrolyte filling opening ( 5 ) and with the frame material in the region of the electrolyte filling opening ( 5 ) is welded.
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