DE1144801B - Elektrode fuer galvanische Zellen, insbesondere elektrische Bleiakkumulatoren mit Rohranoden - Google Patents

Description

ANMELDETAG: 31. J A N U A R 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

7. MÄRZ 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode für galvanische Zellen, insbesondere elektrische Bleiakkumulatoren mit Rohranoden. Solche Elektroden sind an sich bekannt. Die Rohranoden sind durch Leisten miteinander verbunden, und jedes Rohr besteht aus einem Stab, der von aktivem Material umgeben ist. Das aktive Material ist mit einer für den Elektrolyten durchlässigen Hülle, z. B. aus perforiertem Hartgummi oder aus Glaswollgewebe, umgeben.

Die Umhüllungen sollen das aktive Material in inniger Berührung mit dem Stab halten. Die das aktive Material umgebenden Hüllen sollen auch eine gewisse Nachgiebigkeit besitzen und weitgehend bruchfest sein, da das aktive Material Quellerscheinungen zeigt und zur Bildung von Beulen neigt oder nach unten rutscht. Die Anforderungen an Nachgiebigkeit, Bruchfestigkeit, Durchlaßmöglichkeit für den Elektrolyten, Verhinderung des Durchtretens von aktivem Material, stellen Anforderungen, die sich zum Teil gegenseitig auszuschließen scheinen. Daraus erklären sich die zahlreichen Vorschläge, die für die Herstellung solcher Elektrodenhüllen bekanntgeworden sind. Es sind einschichtige oder mehrschichtige Hüllen aus Glasfasergewebe bekannt. Glasfasergewebe wird aber in Verbindung mit dem Elektrolyten brüchig. Die Folge ist ein Nachlassen des mechanischen Widerstandes und selbst wenn die Durchlässigkeit für den Elektrolyten unbeeinflußt bleibt, vielleicht sich sogar bessert, so ist die Haltbarkeit z. B. bei Beulenbildung nicht mehr gewährleistet. Es ist auch bekannt, ein Glasgewebe zu verwenden, das mit einem in dem Elektrolyten nicht löslichen Versteifungsmittel selbsttragend gemacht wurde, so daß ein Verkleben des Glasgewebes erfolgt. Eine andere Lösung des Problems ist bekanntgeworden, indem zwei Schichten von Glasfasergewebe vorgesehen wurden. Auch diese bekannte Umhüllung bewährte sich wegen des Verhaltens von Glasfasern bei der Einwirkung des Elektrolyten nicht.

Schließlich ist es auch bekannt, als äußere Hülle ein dünnwandiges, etwas biegsames, gelochtes oder geschlitztes Rohr aus einem Vinylpolymer, z. B. Polyvinylchlorid, vorzusehen, das innen mit einem Glaswollgewebe überzogen ist. Damit wird erreicht, daß der Elektrolyt gut umlaufen kann und daß das Entweichen von aktiver Masse verhindert wird. Die Hülle aus einem Vinylpolymer ist dabei durch den vorgesehenen inneren Überzug mit einem Glaswollgewebe gegen schädliche Berührung mit der aktiven Masse geschützt. Außerdem ist diese äußere Hülle mit diametral gegenüberliegenden Längsverstärkerrippen so ausgerüstet. Mit dieser bekannten Umhüllung wird ein guter Umlauf des Elektrolyten gewährleistet, und das Elektrode für galvanische Zellen,

insbesondere elektrische Bleiakkumulatoren

mit Rohranoden

Anmelder: Aktiebolaget Tudor, Stockholm (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt, Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Beanspruchte Priorität: Schweden vom 18. Februar 1957 (Nr. 1536)

Erik Gustav Sundberg, NoI (Schweden), ist als Erfinder genannt worden

Entweichen von aktiver Masse wird verhindert. Wenn die Glasfaserumhüllung durch den Einfluß des Elektrolyten mürbe und brüchig wird, aber noch als Filter gegen das Austreten von aktiver Masse wirkt, übernimmt die äußere Kunststoffhülle die mechanischen Beanspruchungen, und die außen angebrachten Längsverstärkerrippen verhindern das Aufquellen der aktiven Masse.

Es wurde nun festgestellt, daß bei dieser Umhüllung aus einem dünnen, gelochten oder geschlitzten Rohr aus einem Vinylpolymer im Zuge der Herstellung die Bildung feinster Haarrisse nicht vermieden werden kann. Bei den auftretenden Druckkräften beim Betrieb elektrischer Bleiakkumulatoren verändern sich diese willkürlichen Haarrisse, indem sie länger und/ oder breiter werden. Sie können dann von einem Loch oder Schlitz zum nächsten verlaufen und vermindern den mechanischen Widerstand beträchtlich. Auf dem Weg zur Vermeidung dieser Nachteile mußte auch berücksichtigt werden, daß bei einer etwaigen Verstärkung der Rohre die Kapazität der Batterie vermindert würde. Die bekannte Perforierung der äußeren Rohrhülle durch Anbringung von Löchern oder Schlitzen kann im allgemeinen kaum mehr als 50 % der Hüllenoberfläche betragen. Eine bessere Kapazität der Batterie kann aber erreicht werden, wenn eine noch größere Durchlässigkeit der Hülle für den Elektrolyten vorgesehen werden könnte. Dann steht aber die an-

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dere Aufgabe entgegen, daß eine Hülle widerstandsfähig gegen den Druck bei Volumenvergrößerung der aktiven Masse sein soll und daß die Hülle das aktive Material gewissermaßen federnd umschließen soll, damit es in innigem Kontakt mit dem Stab steht, der darin eingebettet ist.

Die Lösung wurde darin gefunden und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle aus einem Kunststoffgeflecht besteht, dessen Fäden diagonal verlaufen und an den Kreuzungsstellen verschweißt oder verklebt sind und daß in der äußeren Hülle in der Stablängsrichtung verlaufende homogene Fäden oder Stäbchen angeordnet sind, die ebenfalls mit den Fäden des Geflechtes verschweißt oder verklebt sind.

Bei den diagonal verlaufenden Fäden des äußeren Kunststoffgeflechtes werden die radialen Druckkräfte gut aufgenommen und verteilt. Vorteilhaft wird das äußere Kunststoffgeflecht nicht so dicht ausgebildet, wie die innere Schicht, die Filteraufgaben zu erfüllen hat. Durch ein weitmaschiges Geflecht wird eine bessere Zirkulation des Elektrolyten gewährleistet. Da bei einem weitmaschigen Geflecht bei Ausbeulungen der aktiven Masse die Gefahr besteht, daß die Fäden unregelmäßig verdrängt werden, ist außer dem diagonalen Verlauf der Fäden vorgesehen, daß die Kreuzungsstellen verschweißt oder verklebt sind, so daß auch bei weitmaschigem!Geflecht die einzelnen Fäden sich gegenseitig in ihrer Lage stützen. Die Hülle kann sich aber wegen ihrer elastischen Eigenschaften in ihrem Umfang ausdehnen, wobei sie sich gleichzeitig verkürzt. Dazu sind die, in der Stablängsrichtung verlaufenden, homogenen Fäden oder Stäbchen angeordnet, die ebenfalls mit den Fäden des Geflechts verschweißt oder verklebt sind. Schließlich kann auch die äußere Umhüllung mit der oder den nach innen folgenden Umhüllungen durch Schweißen oder Kleben miteinander verbunden sein, so daß ein miteinander verbundenes System mehrerer Hüllen gebildet wird.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer von mehreren Rohranoden zusammengesetzten Elektrode;

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch eine Rohranode,

Fig. 3 ebenfalls in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch eine Rohranode.

Um den leitenden Stab 1 ist das aktive Material 2 angeordnet, das von den Umhüllungen 3 und 4 umgeben ist. Aus Fig. 2 und 3 ist die Umhüllung aus einem Kunststoffgefiecht mit diagonal verlaufenden Fäden 3 und in Stablängsrichtung verlaufenden Fäden oder Stäbchen 4 ersichtlich.

Die Umhüllung nach der Erfindung hat eine sehr große Porosität und ist damit den bekannten Elektrodenhüllen in bezug auf die Kapazität überlegen.

Da die Kapazität eines Akkumulators proportional der Menge des aktiven Materials ist, kann gemäß der Erfindung die Menge aktiven Materials erhöht werden bei gleichbleibenden Abmessungen der Behälter. Die Umhüllungen beanspruchen sehr wenig Raum, weil sie sehr dünn gemacht werden können, so daß bei gleichem äußerem Durchmesser der Elektrode eine größere Menge aktives Material vorgesehen werden kann. Daraus erklärt sich, zusammen mit der großen Durchlaßfähigkeit der Umhüllungen für den Elektrolyten, die erhebliche Steigerung der Kapazität. Das ist von besonderer Bedeutung, wenn derartige Batterien z. B. in Gabelstaplern, Lokomotiven und anderen Elektrofahrzeugen zur Anwendung kommen, da die Betriebsdauer zwischen den Aufladungen vergrößert wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrode für galvanische Zellen, insbesondere elektrische Bleiakkumulatoren mit Rohranoden, sogenannte Panzerplatten, bestehend aus vertikalen, in Abstand voneinander angeordneten Stäben aus leitendem Material, die miteinander durch horizontale Verbindungsglieder in Abstand voneinander verbunden sind, und bei der jeder einzelne Stab von aktivem Material umgeben ist, das in einer Hülle aus Glasfasergewebe eingeschlossen und von einer weiteren Hülle aus Kunststoff umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle (3) aus einem Kunststoffgeflecht besteht, dessen Fäden diagonal verlaufen und an den Kreuzungsstellen verschweißt oder verklebt sind, und daß in der äußeren Hülle in der Stablängsrichtung verlaufende homogene Fäden oder Stäbchen (4) angeordnet sind, die ebenfalls mit den Fäden des Geflechts verschweißt oder verklebt sind.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umhüllung mit der oder den nach innen folgenden Umhüllungen durch Schweißen oder Kleben miteinander verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 849 863, 883 619;

französische Patentschriften Nr. 1 075 416,
1075296;

britische Patentschriften Nr. 560 519, 547 365,
298;

USA.-Patentschrift Nr. 2 230 976.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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