DE1156866B - Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator - Google Patents

Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator

Info

Publication number
DE1156866B
DE1156866B DEA32996A DEA0032996A DE1156866B DE 1156866 B DE1156866 B DE 1156866B DE A32996 A DEA32996 A DE A32996A DE A0032996 A DEA0032996 A DE A0032996A DE 1156866 B DE1156866 B DE 1156866B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cells
contact
negative electrode
small
tight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEA32996A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Lutz Horn
Fritz Philipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VARTA AG
Original Assignee
VARTA AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VARTA AG filed Critical VARTA AG
Priority to DEA32996A priority Critical patent/DE1156866B/de
Publication of DE1156866B publication Critical patent/DE1156866B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34Gastight accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H01M50/529Intercell connections through partitions, e.g. in a battery casing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

  • Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator Die Erfindung betrifft einen gasdicht verschlossenen Kleinstakkumulator, der aus einer oder mehreren Zellen besteht und bei dem der alkalische Elektrolyt im wesentlichen festgelegt ist.
  • Gasdichte kleine Akkumulatoren, z. B. in Form von Knopfzellen oder Rundzellen, sind bekannt und werden für viele Zwecke, beispielsweise Transistorempfangsgeräte, Hörhilfen, Taschenlampen, elektrische Rasierapparate u. dgl., verwendet. Auch kleine Primärbatterien sind bereits konstruiert worden.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese bekannten Akkumulatorentypen für viele Anwendungsgebiete nicht brauchbar sind, da sie noch zu groß sind. Außerdem war die Herstellung vollkommen druckfester und funktionstüchtiger Kleinstakkumulatoren für besondere Zwecke, insbesondere auf dem medizinischen und biologischen Sektor, beispielsweise für Körperradiosonde.n, in der medizinischen Diagnostik, zur Medikamentenforschung u. dgl. bisher nicht möglich. Primärzellen, die nicht wiederaufladbar sind, müssen nach ihrer Entladung aus dem menschlichen Körper entfernt werden.
  • Es ist bekannt, bei alkalischen Zellen, insbesondere gasdichten Akkumulatoren, die Kapazität der negativen Elektrode wesentlich größer zu machen als die der positiven. Bei gasdichten galvanischen Zellen hat es sich auch als erforderlich erwiesen, der negativen Elektrode eine Ladereserve zu erteilen.
  • Es sind auch gasdicht verschlossene Akkumulatoren bekanntgeworden, deren Innenraum durch die aktive Masse und den Separator voll ausgefüllt ist.
  • Aufgabe der Erfindung war es, einen gasdichten Kleinstakkumulator zu entwickeln, der durch seine Wiederaufladbarkeit diese Nachteile nicht aufweist und infolge seiner geringen Größe insbesondere für die obengenannten Zwecke anwendbar ist und der trotz kleinster Abmessungen gas- und flüssigkeitsdicht ist, so daß er auch ohne Gefahr im menschlichen Körper eingesetzt werden kann.
  • Die Aufgabe wurde durch die erfindungsgemäße Kombination gelöst, nach der das Verhältnis der Kapazität der negativen Elektrode zur Kapazität .der positiven Elektrode 2: 1 oder mehr beträgt und damit bei Aufladung des Akkumulators bis zur vollen Auftadung der positiven Elektrode die negative Elektrode eine Ladereserve hat, die 50 % ihrer Kapazität oder mehr .ausmacht, und .der Innenraum des Akkumulators durch die aktive Masse und den Separator voll ausgefüllt ist, und der Stromableiter mittels eines direkt in die aktive Masse eingreifenden Kontaktdornes in unmittelbarer großoberftächiger Berührung mit der aktiven Masse mindestens einer Elektrode steht. Dadurch konnte ein gasdichter Kleinstakkumulator geschaffen werden, dessen Volumen zwischen etwa 0,05 und 0,2 cm3 liegt.
  • Durch die erfindungsgemäße Kombination wird ein besonders guter Kontakt zwischen dem als Stromableiter dienenden Deckel und -dem stromliefernden System erzielt, was bei Akkumulatoren von so geringen Diapensionen besonders wichtig ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kleinstakkumulator ist der Elektrolyt in bekannter Weise im Scheider und in den Poren der Elektroden durch Kapillarkraft festgelegt, wobei -der Scheider gasdurchlässig ist. Obwohl der erfindungsgemäße Akkumulator keine besonderen Mittel für den Gasverzehr aufweist, wird bei ihm der bei der Ladung und Überladung an der positiven Elektrode entstehende Sauerstoff bei einem bestimmten, nicht übermäßig hohen Druck an der negativen Elektrode verzehrt, wobei die Wasserstoffentwicklung an dieser Elektrode unterbunden wird. Der Sauerstoffverzehr mit Verhinderung der Wasserstoffentwicklung läuft bei den erfindungsgemäßen Kleinstakkumulatoren mit so hoher Geschwindigkeit ab, daß ein Arbeiten mit Lade- und Entladeströmen von beispielsweise 300 Mikro-Ampere durchaus möglich ist.
  • Insbesondere ist der erfindungsgemäße Akkumulator für solche medizinischen Zwecke geeignet, bei denen er in den menschlichen Körper eingebracht wird. Dabei braucht er nicht nach seiner Entladung entfernt zu werden, da er durch Induktion von außen aufladbar ist.
  • Um eine besonders gute Abdichtung des Zellenbehälters zu erzielen, weist der Zellendeckel nach einer bevorzugten Ausführungsform einen umlaufenden als Schneide ausgebildeten Rand auf, der mit dem Gehäuserand und einer Dichtung zusammengebördelt ist. Dabei wird die Abdichtung vorzugsweise so ausgebildet, daß der Rand des Behälters zusammen mit der Dichtung in eine vorgesehene Hinterschneidung im Deckel einkrallt, so daß bei Druckanstieg im Inneren der Zellen durch Anpressen des Behälterrandes an den Deckel die Abdichtung verbessert wird.
  • Der erfindungsgemäße Akkumulator kann jedoch nicht nur einzellig, sondern auch in mehrzelligen Ausführungen verwendet werden. In .diesem Falle sind je zwei Zellen durch Kontaktstücke mit zwei Dornen verbunden, wobei die Dorne in Elektroden .der beiden Zellen eingreifen. Durch diese Ausbildung der Kontaktstücke wird ein besonders guter Kontakt zwischen den einzelnen Zellen erzielt, der wesentlich zur Betriebssicherheit des Akkumulators beiträgt. Bei so kleinen Zellen müssen die Kontakte besonders gut sein, damit alle Widerstände möglichst niedrig sind und die Leistungsfähigkeit des Akkumulators nicht beeinträchtigt wird.
  • Zweckmäßige:rweise besitzt ein aus mehreren Zellen bestehender Kleinstakkumula'tor nach der Erfindung an den Kontaktstücken eine umlaufende, im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Nut, in welche die umgebogenen Ränder der beiden Zellengehäuse unter Zwischenlegen einer Dichtung eingreifen.
  • Um zwischen zwei benachbarten Zellen einen Druckausgleich zu erzielen, weist das zwischen den Zellen befindliche Kontaktstück einen Gaskanal auf.
  • Bei Verwendung mehrerer Zellen kann die Verbindung je zweier Zellen auch dadurch hergestellt sein, daß der mit einem Kontaktdorn versehene Deckel der einen Zelle eine Aussparung aufweist, in die ein im wesentlichen zylindrischer, mit einer Spitze versehener Ansatz des ebenfalls mit einem Kontaktdom versehenen Deckels der anderen Zelle eingreift. Die Kontaktkörper können aus Stahl, Nickel oder vernickeltem Stahl hergestellt sein. Es ist auch möglich und für manche Zwecke vorteilhaft, bei Verwendung mehre- , rer Zellen die Verbindung je zweier Zellen dadurch herzustellen, daß die beiden mit Kontaktdornen versehenen Deckelscheiben mit einer verhältnismäßig großen Berührungsfläche aneinanderhegen. Auch durch diese Anordnung wird der übergangswiderstand möglichst niedrig gemacht, wodurch Stromverluste vermieden werden.
  • Der Kleinstakkumulator nach der Erfindung ist 'in seinen verschiedenen Ausführungsformen in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine einzelne Kleinstzelle, Fig.2 bis 5 Kleinstakkumulatoren, die aus zwei Einzelzellen bestehen, wobei in diesen Figuren vor allem die verschiedenen Möglichkeiten zur betriebssicheren Vereinigung zweier Zellen veranschaulicht sind.
  • In dieser Weise können auch Batterien hergestellt werden, die aus mehr als zwei Zellen bestehen. Die in Fig. 1 gezeigte Kleinstzelle besteht aus dem elektrisch leitenden Behälter, beispielsweise aus Nickel, vernickeltem Stahl oder Stahl, der an seiner offenen Seite in den Behälter eingeführten Kunststoffauskleidung 2, der positiven aktiven Mässe 3, :dem Scheider 4, der den Elektrolyten durch Kapillarkraft festhält und für Gase durchlässig ist, der negativen aktiven Masse 5 und dem auf die Hülse aufgesetzten Metalldeckel 6 mit dornartigem Fortsatz 7. Der Dom 7 .des Metalldeckels greift in die negative Masse 5 ein. Am unteren Teil der Fig. 1 wird gezeigt, wie durch Umbördelung des Randes des Behälters unter Verdrängung der dort befindlichen Kunststoffschicht 2 und unterEinkrallung des Behälterrandes 1 in die Hinterschneidung des Metalldeckels 6 ein gas- und flüssigkeitsdichter Verschluß erzielt wird.
  • Fig.2 stellt einen aus zwei Zellen bestehenden Kleinstakkumulator dar, wobei im oberen Teil der Figur die ursprüngliche Form des Behälters 1 und der Kunststoffauskleidung 2 vor dem Umbördeln gezeigt ist, während im unteren Teil .dieser Figur der Abschluß nach der Einbördelung des Behälterrandes zusammen mit der Dichtung in eine im Deckel befindliche umlaufende, im Querschnittvorzugsweise schwalbenschwanzförmige Nut 10 zu sehen ist. Die Zellen sind in Fig. 2 durch .den Kontaktkörper 6 miteinander verbunden, der zwei Dorne 7 und 8 besitzt, welche jeweils in die Elektroden verschiedener Polarität 3, 5 eingreifen. In dem Kontaktstück 7 befindet sich der zum Druckausgleich dienende Gaskanal 9.
  • Fig. 3 zeigt ebenfalls .die Verbindung zweier Kleinstzellen, bei der die Ränder des Zellenbehälters 1 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 2 in eine im Kontaktkörper befindliche umlaufende, im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Nut 10 eingebördelt sind. Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungen unterscheiden sich dadurch voneinander, daß in Fig. 2 eingemeinsamer ausIsoliermaterialbestehe-nderRing2 mit dem eingespritzten Kontaktkörper 6 für den Zusammenbau zweier Kleinstzellen verwendet wird, während in Fig. 3 jede der beiden symmetrisch aufgebauten Kleinstzellen einen eigenen Isolierring 2 aufweist und der Kontaktkörper 6 erst beim Zusammenbau des erfindungsgemäßen Kleinstakkumulators eingesetzt wird. Durch den Druckausgleichskanal9 ist eine Verbindung zwischen den beiden Zellen geschaffen, die dem Ausgleich der Drucke dient, wodurch der Gasverzehr erleichtert wird.
  • Durch den Kontaktkörper 6 sind die beiden Zellen im zweizelligen Kleinstakkumulator in Serie geschaltet. Durch Bördelung der Gehäusemäntel und anschließendes Kalibrieren sind beide Zellen zu einer gas- und flüssigkeitsdichten Einheit verbunden. Die Abmessungen einer solchen Doppelzelle liegen bei etwa 8 bis 10 mm Länge und etwa 4 mm Durchmesser. Bei einem Druckanstieg innerhalb der Zelle werden die relativ dünnen Zellengehäuse gedehnt, wodurch sich die umgebördelten Ränder .dicht an die Wandungen der ringförmigen, im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Aussparung des Kontaktkörpers anpressen.
  • Fig. 4 zeigt eine andere Möglichkeit, um zwei symmetrische Kleinstzellen miteinander zu verbinden, bei der der eine Deckel 11 so ausgebildet ist, daß er den im wesentlichen zylindrischen, mit einer Spitze versehenen Teil 13 des anderen Deckels 12 in sich aufnehmen kann.
  • In Fig. 5, die eine weitere Verbindungsmöglichkeit für zwei Zellen aufzeigt, sind die Deckel 14 und 15 einander völlig gleich und stellen den Kontakt ,durch ihre gemeinsame verhältnismäßig große Berührungsfläche 16 sicher. Da sich eine in die Hinterschneidung des Deckels anliegende Umbördelung bisher nur bei Einzelzellen - wie in Fig. 1 gezeigt - durchführen ließ,müssen besondereMaßnahlnen getroffen werden, um bei zwei oder mehreren Zellen einen zuverlässigen Abschluß zu erzielen. Es ist zweckmäßig, die durch die Umbördelung entstehenden Ausnehmungen 17 mit einem Isoliermaterial, beispielsweise durch Vergießen, auszufüllen, um eine Korrosion an den Verbindungsstellen zu verhindern.
  • Dies läßt sich dadurch erreichen, daß man zwei nebeneinander stehende Zellen, .die durch einen Steg aus dem gleichen Material miteinander verbunden sind, nach der Einkrallung der Hülsenränder und Zusammenpressen durch Umbiegen des Steges um 180° in eine Lage bringt, in der sie hintereinanderliegen.
  • Bei dieser Konstruktion eines Kleinstakkumulators ist die Gewähr für eine einwandfreie Abdichtung gegeben. Durch die Stromabnahme mittels der an den Deckeln angeordneten Dorne ist ein guter Kontakt sichergestellt. Zur Stromabnahme dienen außer den Deckeln die Zellenbehälter, die zu diesem Zweck mit Stromableitern versehen sein können.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator, der aus einer oder mehreren Zellen besteht, und bei dem der alkalische Elektrolyt im wesentlichen festgelegt ist und die negative Elektrode im Verhältnis zur positiven Elektrode eine größere Kapazität aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination, daß das Verhältnis der Kapazität der negativen Elektrode zu der der positiven Elektrode 2:1 oder mehr beträgt und damit bei Aufladung des Akkumulators bis zur vollen Rufladung der positiven Elektrode die negative Elektrode eine Ladereserve hat, die 50% ihrer Kapazität oder mehr ausmacht und der Innenraum des Akkumulators in bekannter Weise durch die aktive Masse und den Separator voll ausgefüllt ist, und der Stromableiter mittels eines direkt in die aktive Masse eingreifenden Kontaktdornes in unmittelbarer großoberflächiger Berührung mit der aktiven Masse mindestens einer Elektrode steht.
  2. 2. Kleinstakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellendeckel (6) einen umlaufenden, als Schneide ausgebildeten Rand aufweist, der mit dem Rand des Gehäuses (1) und einer Dichtung (2) zusammengebördelt ist.
  3. 3. Kleinstakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei oder mehr Zellen je zwei Zellen durch Kontaktstücke (6) mit zwei Dornen (7, 8) verbunden sind, wobei die Dorne in Elektroden der beiden Zellen eingreifen.
  4. 4. Kleinstakkumulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (6) eine umlaufende im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Nut (10) aufweisen, in welche die umgebogenen Ränder der beiden Zellengehäuse (1) unter Zwischenlegen einer Dichtung (2) eingreifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1782 752; französische Patentschriften Nr. 1120 255, 1188 700; britische Patentschriften Nr. 677 770, 693 070, 696805.
DEA32996A 1959-10-06 1959-10-06 Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator Pending DE1156866B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA32996A DE1156866B (de) 1959-10-06 1959-10-06 Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA32996A DE1156866B (de) 1959-10-06 1959-10-06 Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1156866B true DE1156866B (de) 1963-11-07

Family

ID=6927988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA32996A Pending DE1156866B (de) 1959-10-06 1959-10-06 Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1156866B (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1782752U (de) * 1900-01-01
GB677770A (en) * 1948-02-04 1952-08-20 Tech Gautrat Bureau Electric storage battery cell
GB693070A (en) * 1950-04-21 1953-06-24 Pierre Aime Charles Jacquier Improvements in storage batteries
GB696805A (en) * 1951-02-27 1953-09-09 Tech Gautrat Bureau Improvements in electric cells, for example for storage batteries
FR1120255A (fr) * 1955-01-21 1956-07-03 Accumulateurs Fixes Batterie d'accumulateurs alcalins étanches
FR1188700A (fr) * 1957-12-16 1959-09-24 Carnet utilisé à des fins publicitaires ou comme faire-part, carte de voeux, etc.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1782752U (de) * 1900-01-01
GB677770A (en) * 1948-02-04 1952-08-20 Tech Gautrat Bureau Electric storage battery cell
GB693070A (en) * 1950-04-21 1953-06-24 Pierre Aime Charles Jacquier Improvements in storage batteries
GB696805A (en) * 1951-02-27 1953-09-09 Tech Gautrat Bureau Improvements in electric cells, for example for storage batteries
FR1120255A (fr) * 1955-01-21 1956-07-03 Accumulateurs Fixes Batterie d'accumulateurs alcalins étanches
FR1188700A (fr) * 1957-12-16 1959-09-24 Carnet utilisé à des fins publicitaires ou comme faire-part, carte de voeux, etc.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1596268C3 (de) Plattenblock für einen Akkumulator oder eine Batterie sowie Einbau dieses Plattenblocks in einen Akkumulator
DE10105877A1 (de) Kompakte Lithium-Ion-Batterie und Verfahren zu ihrerHerstellung
DE2356284C2 (de) Flachzelle oder Flachzellenbatterie
EP1011163A1 (de) Elektrischer Akkumulator in Form einer Knopfzelle
DE2705050C3 (de) Galvanische Zelle
DE10100626A1 (de) Lithium-Ion-Batterie und Behälter
DE2448370B2 (de) Anordnung von Knopfzellen in einem mehrteiligen Gehäuse
DE102009006117A1 (de) Elektrochemische Energiespeicherzelle
DE2608443A1 (de) Lithium-jod-zelle
DE2615921C3 (de) Luft/Zink-Element
EP2994949B1 (de) Batterie mit rückstellbarer sicherheitseinrichtung sowie dafür geeigneter polbolzen
DE1671925A1 (de) Elektrochemischer Generator mit einem zylinderringfoermigen Gehaeuse
EP1139464A2 (de) Alkalischer Akkumulator
CH664236A5 (de) Zylindrische batterie.
DE2527576A1 (de) Dichter elektrochemischer generator
DE2527783C3 (de) Alkalische galvanische Zelle mit einer positiven Elektrode aus Silberoxid
DE3000469A1 (de) Zylindrische batteriezelle
DE2255583A1 (de) Batteriezelle und verfahren zu deren herstellung
EP0218028A2 (de) Gasdicht verschlossener Nickel/Cadmium-Akkumulator
DE1081526B (de) Galvanisches Trockenelement
EP3284119B1 (de) Batterie mit prismatischem metallgehäuse
DE1156866B (de) Gasdicht verschlossener Kleinstakkumulator
DE2907383C2 (de) Galvanische Zelle
DE1266843B (de) Gasdicht verschlossener alkalischer Akkumulator
DE952282C (de) Staendig gasdicht verschlossene Akkumulatorenzelle mit spiralig gewickelten Elektroden, insbesondere Sintergeruestfolien-Elektroden