DE102019002929A1

DE102019002929A1 - Alkaline battery

Info

Publication number: DE102019002929A1
Application number: DE102019002929.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2039-04-19
Also published as: DE102019002929B4

Abstract

Die Erfindung gehört zur elektrotechnischen Industrie und kann in Alkali-B atterien mit Lamellenelektroden benutzt werden.Hauptanspruch: Alkali-Batterie einschließend einige parallel zueinander eingerichtete flache positive und negative Lamellenelektroden, auf deren Oberflächen, die zu einer anderen Lamellenelektrode gerichtet sind, einige Aussparungen in Form zylindrischen Segmente gemacht werden, wobei in diesen Aussparungen einige Separatoren aus einem Isoliermaterial eingeführt werden, die an ihren Enden zylindrische Segmente tragen, die den Aussparungen in den Lamellenelektroden entsprechen, wobei zwischen diesen zylindrischen Segmente sich einige Zwischenelemente befinden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zwischenelement im Schnitt als ein Rechteck aussieht, deren Breite dem Chorda der genannten Segmente einspricht.The invention belongs to the electrotechnical industry and can be used in alkaline batteries with lamellar electrodes. Main claim: Alkali battery including several flat positive and negative lamellar electrodes arranged parallel to one another, on the surfaces of which are directed towards another lamellar electrode, some recesses in the form cylindrical segments are made, in these recesses some separators made of an insulating material are inserted, which at their ends have cylindrical segments corresponding to the recesses in the lamellar electrodes, between these cylindrical segments there are some intermediate elements, characterized in that each intermediate element in Section looks like a rectangle, the width of which corresponds to the notochord of the segments mentioned.

Description

Die Erfindung gehört zur elektrotechnischen Industrie und kann in Alkali-Batterien mit Lamellenelektroden benutzt werden.The invention belongs to the electrotechnical industry and can be used in alkaline batteries with lamellar electrodes.

Es ist eine Alkali-Batterie einschließend einige parallel zueinander eingerichtete flache positive und negative Lamellenelektroden, auf deren Oberflächen, die zu einer anderen Lamellenelektrode gerichtet sind, einige Aussparungen in Form zylindrischen Segmente gemacht werden, wobei in diesen Aussparungen einige Separatoren aus einem Isoliermaterial eingeführt werden, die an ihren Enden zylindrische Segmente tragen, die den Aussparungen in den Lamellenelektroden entsprechen, wobei zwischen diesen zylindrischen Segmente sich einige Zwischenelemente befinden, bekannt (siehe DE 10 2015 007 683 ). Diese Batterien haben einen Nachteil, der mit Hilfe der 1 erklärt wird.It is an alkaline battery including some parallel flat positive and negative lamellar electrodes, on the surfaces of which facing another lamellar electrode, some recesses in the form of cylindrical segments are made, in which recesses some separators made of an insulating material are inserted, which have cylindrical segments at their ends which correspond to the recesses in the lamellar electrodes, with some intermediate elements between these cylindrical segments, known (see DE 10 2015 007 683 ). These batteries have one disadvantage that comes with the help of the 1 is explained.

Separatoren sind in der bekannten Alkali-Batterie als einige zylindrische Stiften gemacht. Sie befinden sich in der Arbeitsposition zwischen zwei benachbarten Lamellenelektroden 1 und 2. Dabei stützt ein Separator mit seinem Segment A auf die Lamellenelektrode 1 und mit seinem Segment B auf die Lamellenelektrode 2. Der Zwischenteil E verbindet die Segmente A und B und trägt bei Notwendigkeit eine Belastung. Die Segmente C und D tragen keine Belastung. Das bedeutet eine unnötige Erhöhung des Gewichtes der Batterie. Andererseits dort, wo die Segmente C und D an den Lamellenelektroden anliegen, bilden sich einige „Ecken“, die ein Zusammenwirken des Elektrolyten mit der Arbeitsmasse der Lamellenelektroden verhindern, was ein Funktionieren der Batterie verschlechtert. Die Erfinderin schlägt vor, die Segmente C und D einfach zu entfernen.Separators are made in the well-known alkaline battery as some cylindrical pins. You are in the working position between two adjacent lamellar electrodes 1 and 2 . A separator with its segment A rests on the lamellar electrode 1 and with its segment B on the lamellar electrode 2 . The intermediate part E connects the segments A and B and carries a load if necessary. Segments C and D bear no load. This means an unnecessary increase in the weight of the battery. On the other hand, where the segments C and D are in contact with the lamellar electrodes, some “corners” are formed which prevent the electrolyte from interacting with the working mass of the lamellar electrodes, which impairs the functioning of the battery. The inventor suggests simply removing segments C and D.

Dabei kann aber ein anderes Problem auftreten. Zylindrische Separatoren soll man einfach zwischen zwei Lamellenelektroden platzieren. Die Separatoren, die nur aus Teilen A, B und E bestehen, soll man noch so orientieren, dass die Teilen A und B ausgerechnet in den Aussparungen der Lamellenelektroden kamen. Man kann dieses Problem leicht vermeiden, wenn man alle Separatoren, die zwischen zwei benachbarten Lamellenelektroden platziert werden sollen, als eine einheitliche Konstruktion ausführt, wie es auf der 2 gezeigt ist. Die Separatoren 3, 4 und 5 sind von oben und von unten mittels einigen Latten 6 verbunden. Die Dicke dieser Latte kann klein sein, da diese Latte praktisch keine Belastung trägt, sie nur verbindet Separatoren. Die Breite der Latten 6 soll die Breite der Distanz zwischen den benachbarten Lamellenelektroden nicht überschreiten, am besten dieser Distanz entsprechen. Eigentlich ist eine Latte 6 genug, technologisch sind aber zwei Latten 6, die die Separatoren von oben und von unten verbinden, wünschenswert.Another problem may arise. Cylindrical separators should simply be placed between two lamellar electrodes. The separators, which only consist of parts A, B and E, should be oriented in such a way that parts A and B came into the recesses of the lamellar electrodes, of all places. This problem can easily be avoided if all separators that are to be placed between two adjacent lamellar electrodes are designed as a unitary construction, as is shown in FIG 2 is shown. The separators 3 , 4th and 5 are from above and below by means of some slats 6 connected. The thickness of this lath can be small, since this lath carries practically no load, it only connects separators. The width of the slats 6 Should the width not exceed the distance between the adjacent lamellar electrodes, it is best to correspond to this distance. Actually, it's a latte 6 enough, but two slats are technological 6 connecting the separators from above and below are desirable.

Außerdem existiert das Problem einer Auswahl des Durchmessers der Separatoren-Stiften. Er kommt unter Berücksichtigung von ungleichartigen und manchmal widersprüchlichen Forderungen zu ihm heraus.

- Der Durchmesser und der Winkel des Segmentes kommen unter Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaften der perforierten metallischen Wände, die sich von beiden Seiten jeder Lamellenelektroden befinden heraus, sie sollen die ausreichende Stütze der Wand auf den Separator gewährleisten.
- Der Durchmesser gewährleistet die notwendige Entfernung zwischen den Lamellenelektroden. Die Arbeitsmasse zwischen den Wänden schwillt beim Aufladen-Abladen der Batterie an, die Wand wird nach draußen gebogen. Die Entfernung zwischen den Lamellenelektroden soll größer, als die Krümmung zwei benachbarten Lamellenelektroden in der Richtung einander sein.

In addition, there is a problem of selecting the diameter of the separator pins. He comes out to him considering dissimilar and sometimes conflicting demands.

- The diameter and the angle of the segment come out taking into account the mechanical properties of the perforated metal walls located on both sides of each lamellar electrode, they should ensure sufficient support of the wall on the separator.
- The diameter ensures the necessary distance between the lamellar electrodes. The working mass between the walls swells when the battery is charged and discharged, and the wall is bent outwards. The distance between the lamellar electrodes should be greater than the curvature of two adjacent lamellar electrodes in the direction of one another.

Der unter Berücksichtigung dieser Forderungen gewählte Durchmesser führt dazu, dass sich die Entfernung zwischen zwei benachbarten Separatoren-Stiften in der Regel gleich fünf Dicken der Lamellenelektroden vornimmt, die sie voneinander teilen, was kaum immer optimal ist.The diameter chosen taking these requirements into account means that the distance between two adjacent separator pins is usually five thicknesses of the lamellar electrodes that they divide from one another, which is hardly always optimal.

Es ist nötig zu bemerken, dass die Dicke der Schicht der Arbeitsmasse zwischen den Wänden je nach der Bestimmung der Batterie verschieden sein kann. Die Wänden können aus dem Metall verschiedener Dicke und verschiedener Legierungen von, natürlich, verschiedenen Kosten, wieder je nach der Bestimmung der Batterie ausgeführt werden, man kann Arbeitsmasse von verschiedener Zusammensetzung und, natürlich, verschiedenen Kosten, anwenden, die verschieden stark anschwellen. Das existierende Herangehen an die Auswahl des Durchmessers der Separatoren-Stiften erlaubt es nicht, das alles zu berücksichtigen.It should be noted that the thickness of a layer of working weight between walls can be different depending on battery appointment. The walls can be made of metal of different thicknesses and different alloys of, of course, different costs, again depending on the purpose of the battery, one can use working mass of different composition and, of course, different costs, which swell differently. The existing approach to selecting the diameter of the separator pins does not allow all of this to be taken into account.

Die Erfinderin schlägt vor, den Durchmesser und den Winkel des Segmentes unabhängig von der Auswahl der Entfernung zwischen den benachbarten Lamellenelektroden auszuwählen. Der Zwischenteil E (1), der im Schnitt die Form eines Rechteckes hat, dessen Breite der Länge der Chorde der angegebenen Segmente entspricht, kann verschiedene Länge dieses Rechteckes haben. Diese Länge kann sowohl kleiner als auch größer sein als den Teil des Kreises, der nach dem Abschneiden sowohl der Segmente A und B, als auch der Seitensegmente C und D bleibt.The inventor proposes to select the diameter and the angle of the segment independently of the selection of the distance between the adjacent lamellar electrodes. The intermediate part E ( 1 ), which has the shape of a rectangle in section, the width of which corresponds to the length of the chords of the specified segments, can have different lengths of this rectangle. This length can be either smaller or larger than the part of the circle that remains after both segments A and B and side segments C and D have been cut off.

Die Berechnungen der Erfinderin für verschiedene Varianten der Batterie für verschiedene Zwecke, wenn man sie nach Ausmaßen, Gewicht, Kosten oder nach eine oder andere ihrer Kombination optimieren soll, zeigen, dass

- die Größe der Distanz zwischen den benachbarten Lamellenelektroden aus dem Intervall von ½ D bis 2D ausgewählt werden kann, wobei D der Diameter der erwähnten Segmente ist;
- die Größe der Distanz zwischen zwei benachbarten Separatoren aus dem Intervall von 2B bis 10 B ausgewählt werden kann, wobei B die Dicke einer Lamellenelektrode ist.

The inventor's calculations for different variants of the battery for different purposes, if one considers them according to dimensions, weight, Costs or to optimize one or the other of their combination show that

the size of the distance between the adjacent lamellar electrodes can be selected from the interval from ½ D to 2D, where D is the diameter of the segments mentioned;
the size of the distance between two adjacent separators can be selected from the interval from 2B to 10 B, where B is the thickness of a lamellar electrode.

Die vorgeschlagene Erfindung kann leicht verwirklicht werden.The proposed invention can be easily implemented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015007683 [0002]

Claims

Alkaline battery including some parallel flat positive and negative lamellar electrodes, on the surfaces of which facing another lamellar electrode, some recesses in the form of cylindrical segments are made, in these recesses some separators made of an insulating material are inserted, which are attached to their Ends carry cylindrical segments corresponding to the recesses in the lamellar electrodes, between these cylindrical segments there are some intermediate elements, characterized in that each intermediate element looks in section as a rectangle, the width of which corresponds to the notochord of said segments.

Alkaline battery Claim 1 , characterized in that all separators belonging to the space between two adjacent lamellar electrodes are connected by means of at least one lath, the width of which corresponds to the distance between the adjacent lamellar electrodes when the separators are inserted.

Alkaline battery Claim 1 or 2 , characterized in that the width of the distance between the adjacent lamellar electrodes is selected from the interval from ½ D to 2D, where D is the diameter of the above-mentioned segments.

Alkaline battery Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the size of the distance between two adjacent separators is selected from the interval from 2B to 10 B, where B is the thickness of a lamellar electrode.