DE1192281B

DE1192281B - Aus kontaktfahnenlosen Sintergeruestelektroden aufgebauter Mehrzellenakkumulator

Info

Publication number: DE1192281B
Application number: DEV8485A
Authority: DE
Inventors: Dr H C Hans Vogt
Original assignee: Hans Vogt Dr H C
Current assignee: Hans Vogt Dr H C
Priority date: 1955-02-12
Filing date: 1955-02-12
Publication date: 1965-05-06

Description

Aus kontaktfahnenlosen Sintergerüstelektroden aufgebauter Mehrzellenakkumulator Die Erfindung betrifft einen aus kontaktfahnenl_osen Sintergerüstelektroden, insbesondere blaff- oder foliendünnen Sintergerüstelektroden, aufgebauten Mehrzellenakkumulator. Bei den bekannten Akkumulatoren dieser Art bilden die Elektroden mit ihren Separatoren einen Schichtenblock. Zwischen je zwei Elektroden entgegengesetzter Polarität sind an die Elektroden angepreßte foliendünne metallische Kontaktbleche flächenparallel beigelegt, welche die Zwischenwände der einzelnen Zellen bilden. Man hat auch schon an Stelle von metallischen Kontaktblechen Platten aus einem leitenden Gummi-Graphit-Gemisch vorgeschlagen, die einen schmalen Randstreifen besitzen, mit dem sie in die den Sammelbehälter bildende Asphaltmasse od. dgl. eingegossen werden und dadurch die einzelnen mit einem Elektrolyten zu füllenden Zellen voneinander trennen.
Die Erfindung besteht darin, daß das größer als die benachbarten Elektroden gehaltene Kontaktblech auf seinen kontaktgebenden Auflageflächen aufgerauht ist, z. B. mit Hilfe von aufgesinterten Metallpulverschichten und zur Bildung von dicht abgeschlossenen Zellen in bekannter Weise mit seinen gegenüber den Elektroden vorstehenden Rändern in Vergußmasse, insbesondere Kaltgießharz, laugen- und gasdicht eingebettet ist. Zur Verstärkung des Preßdruckes zwischen den Elektroden und den Kontaktblechen dienen zweckmäßig auf das Elektrodenpaket wirkende Keile, die zwischen das Paket bzw. die zur Baueinheit zusammengefaßten Pakete und ein den Block umspannendes Gehäuse, eine Bandage od. dgl. getrieben sind. Dabei kann der Zellen- oder Elektrodenblock zwischen Deckblechen angeordnet sein, die den Keil-Preßdruck auf das Elektrodenpaket übertragen und eine Verspannung für das Gehäuse bzw. die Bandage od. dgl. bilden.
Auf diese Weise wird eine zuverlässige gas- und flüssigkeitsdichte Trennung der Zellen voneinander bei bestmöglichem Kontakt der Kontaktfläche mit den benachbarten Elektroden erreicht. Gleichzeitig gewährleistet die Erfindung einen äußerst raumsparenden Aufbau derartiger Mehrzellenakkumulatoren. Die Aufrauhung der Kontaktfläche bezieht sich selbstverständlich nur auf diejenigen Teile ihrer Oberfläche, die mit den Elektroden in Berührung stehen, während sie im übrigen zur Erzielung einer gas- und flüssigkeitsdichten Einbettung in die Vergußmasse glatt gehalten sind.
Bevorzugt wird man für die Verwirklichung der Erfindung Nickelbleche bzw. vernickelte Kupfer- oder Eisenbleche von 0,03 bis 0,05 mm Dicke verwenden. Angestellte Messungen haben ergeben, daß bei der Anordnung solcher Kontaktbleche zwischen benachbarten Elektroden gleichen Potentials eine konstruktiv einfache und zuverlässige Stromableitung von den Elektroden mit extrem niedrigem Widerstand (der übergangswiderstand, bezogen auf den Quadratzentimeter beidseitiger Kontaktgabe des Kontaktbleches zu den Elektroden, beträgt etwa 5 Miniohm in einer Kapazität von 1 Ah) vorhanden ist.
Die Aufrauhung der kontaktgebenden Auflageflächen der Kontaktbleche kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Es empfiehlt sich jedoch, dazu eine Kontaktfolie zu verwenden, auf die einseitig oder bei Zwischenlegen dieser Kontaktfolie zwischen zwei einseitig glatten Elektroden beidseitig eine dünne Pulverschicht, insbesondere Nickelpulverschicht, aufgesintert ist.
Beim Aufbau eines gasdichten Mehrzellenakkurnulators unter Verwendung solcher Kontaktblechtrennwände ist selbstverständlich besondere Sorgfalt auf die Erlangung einer absolut gas- und flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen dem Kontaktblech und dem Gehäusematerial aufzuwenden. Es hat sich also besonders vorteilhaft erwiesen, die Kontaktbleche mit ihren gegenüber den Elektroden vorstehenden Rändern in der Weise zu vergießen, daß in die Ränder der Kontaktbleche eine Kunststoffschicht eingebrannt bzw. eingeschmolzen wird, die als fester überzug eine innige, absolut rißfreie Verbindung mit dem gehäusebildenden Vergußmaterial, das ebenfalls bevorzugt von einem dazu geeigneten Kunststoff gebildet ist, eingeht. Diese Verfahrenshandhabung kann verwirklicht werden unter Verwendung von Kalt- und Warmgießharzen, wie z. B. des unter dem Handelsnamen Aralditharz bekannten Äthoxyhnharzes, das bei etwa 200°C in die Ränder der Kontaktbleche, die an diesen Stellen aufgerauht, z. B. mit einer dünnen Metallpulverschicht besintert sind, eingebrannt wird. Für das das Gehäuse bildende Verkitten bzw. Vergießen dieser Trennwände wurde ein bei etwa 60°C in einigen Stunden abbindendes Aralditharz verwendet, dem zweckmäßig ein Füllmittel, z. B. Schiefermehl oder Glasmehl, beigegeben ist. Das Verkitten bzw. Vergießen mit dieser Aralditharzmasse kann vorteilhaft durch Streichen oder Spritzen erfolgen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den F i g. 1 bis 5 der Zeichnung dargestellt und im nachstehenden beschrieben.
In F i g. 1 sind die ungleichpoligen Elektroden 23 und 24 von einseitig auf eine Trägerfolie aufgesinterten und mit elektrochemisch aktiven Massen gefüllten Sintergerüsten gebildet. Mit den blanken, nicht besinterten Oberflächen liegen die Elektrqden 23 und 24 beidseitig an die aufgerauhten Oberflächen des Kontaktbleches 25 unter dem Preßdruck des Elektrodenpaketes satt an. Das Kontaktblech 25 steht allseitig über die Ränder der Elektroden 23, 24 vor und bildet auf diese Weise eine Zellentrennwand, die mit der gehäusebildenden Vergußmasse 26 (F i g. 2) ein inniges Ganzes ist. Bei einem mit diesen Merkmalen versehenen Mehrzellenblock können in der aus F i g. 2 erkennbaren Weise beliebig viele Zellen 27 baulich vereinigt werden. Jede dieser Zellen 27 besteht aus Sintergerütfolienelektroden als Anode 28 und Kathode 29 mit dazwischenliegendem Separator 30. Mit ihren Kontaktfahnen 31 bilden die Kontaktbleche 25 Anschlüsse für den Spannungsabgriff. Alle Zellen 27 des Blockes sind durch die Kontaktbleche 25 hintereinandergeschaltet, und es bilden die Deckscheiben 32, 33 mit ihren außenliegenden Kontaktbügeln 34, 35 Anschlüsse, die keine besondere Abdichtung gegenüber den gas- und flüssigkeitsdichten Zellenabschlüssen (Gehäusebauteilen) verlangen. Dieses Merkmal ist ganz besonders bei Mehrzellenblockakkumulatoren ohne herausgeführte Kontaktfahnen 31 von Bedeutung, weil es meist große Schwierigkeiten bereitet, eine wirklich dichte Verbindung zwischen dem Metall der Kontaktfahnen od. dgl. und der Kunststoff-Vergußmasse zu schaffen.
Bei dem Block nach F i g. 3 sind einerseits alle aus der Vergußmasse herausragenden Kontaktfahnen 36 der Anoden mit den Kontaktstreifen 37 verlötet und über diesen an das Deckblech 38 angeschlossen, während andererseits alle Kontaktfahnen 39 der Kathoden über den Kontaktstreifen 40 mit dem Deckblech 41 verbunden sind.
Damit die Elektroden betriebsmäßig mit dem für ihre gasrückbildende Wirkung erforderlichen engsten Abstand immer flächenparallel und mit den Blechen 25 kontaktgebend aneinanderliegen, wird der Zellenblock nach F i g. 5 mit einer Spannhülle 42 oder Bandage versehen. Zur Erhöhung der Preßwirkung bei der damit angestrebten Kontaktgabe zwischen Kontaktblechen und den Elektroden werden zwischen die Endbleche 38, 41 und die Hülle 42 Keile 43, 44 eingetrieben, bevor das Zellenpaket in der als Spannung wirkenden Hülle 42 mit Kunstharz, insbesondere Araldit, mechanisch stabilisierend vergossen wird. Es kann natürlich die Stabilisierungshülle 42 auch von einem zusätzlichen Gehäuse oder einem Becher gebildet sein.
Die mit den Merkmalen der Erfindung versehenen Akkumulatorenblocks sind vollkommen gas- und flüssigkeitsdicht und ermöglichen ein beliebiges Zusammensetzen und Aneinanderreihen von Zellen oder Elektrodenpaaren in einer Baueinheit (Strom- und/ oder Spannungsblock), die nach der Art von Blockkondensatoren konstruktiv und anordnungsmäßig verwendet werden kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Aus kontaktfahnenlosen Sintergerüstelektroden, insbesondere blatt- oder foliendünnen Sintergerüstelektroden, aufgebauter Mehrzellenakkumulator, bei dem die Elektroden mit ihren Separatoren einen Schichtenblock bilden und zwischen je zwei Elektroden entgegengesetzter Polarität ein flächenparallel beigelegtes und an die Elektroden angepreßtes foliendünnes metallisches Kontaktblech angeordnet ist, welches die Zwischenwände der einzelnen Zellen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das größerals die benachbarten Elektroden (23, 24) gehaltene Kontaktblech (25) auf seinen kontaktgebenden Auflageflächen aufgerauht ist, z. B. mit Hilfe von aufgesinterten Metallpulverschichten, und zur Bildung von dicht abgeschlossenen Zellen in bekannter Weise mit seinen gegenüber den Elektroden vorstehenden Rändern in Vergußmasse (26), insbesondere Kaltgießharz, laugen- und gasdicht eingebettet ist.
2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck zwischen den Elektroden und den Kontaktblechen durch auf das Elektrodenpaket wirkende Keile (43, 44), die zwischen das Paket bzw. die zur Baueinheit zusammengefaßten Pakete und ein den Block umspannendes Gehäuse (42), eine Bandage od. dgl. getrieben sind, verstärkt ist und betriebsmäßig aufrechterhalten bleibt.
3. Akkumulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellen- und/oder Elektrodenblock zwischen Deckblechen (38, 41) angeordnet ist, die den Keil-Preßdruck auf das Elektrodenpaket übertragen und eine Verspannung für das Gehäuse (42) bzw. die Bandage od. dgl. bilden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 57 551, 636 830, 696 549, 666 406; USA.-Patentschrift Nr. 1377194.