DE1255165B

DE1255165B - Verfahren zur Herstellung eines gasdicht verschlossenen Akkumulators

Info

Publication number: DE1255165B
Application number: DES76941A
Authority: DE
Original assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Current assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Priority date: 1960-12-02
Filing date: 1961-12-01
Publication date: 1967-11-30
Also published as: CH384046A; FR1281453A; SE328947B; BE609502A; ES272608A1; NL272084A; NL129724C; GB945226A; US3184342A

Description

IUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. α.:

HOIm

DEUTSCHES

PATENTAMT Deutsche Kl.: 21 b -1/01

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1255165 =
S76941VIb/21b
1. Dezember 1961
30. November 1967

»Jdent.«

Hor*

1-0

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines gasdicht verschlossenen Akkumulators mit einem zwei einander gegenüberliegende, mit einer sie verbindenden Metallwand verschweißte und gegeneinander isolierte Metallflächen aufweisenden Gehäuse.

Zur Herstellung dichter Zellen- und Akkumulatorgehäuse ist es bekannt, diese aus zwei Schalen zu bilden, die unter Zwischenschalten einer gepreßten elastischen Dichtung miteinander verbunden werden. Die beiden Schalen sind auf diese Weise voneinander isoliert, wodurch es möglich wird, jede der Schalen für die aktive Masse der geeigneten Polarität zu reservieren. Der Boden jeder Schale dient dann als Anschlußklemme. Der Hauptvorteil dieser sogenannten Knopfzellen liegt in der Möglichkeit einer Reihenschaltung durch einfache Stapelung.

Dennoch weisen diese Knopfzellen gewisse Mangel auf, von denen der größte darin besteht, daß eine elastische Dichtung niemals vollkommen dicht bleibt. Sie unterliegt nämlich der Alterung, dem Kriechen, der Ungleichheit der Verteilung des Druckes, insbesondere wenn dieser durch die elastischen Kräfte des die Schalen bildenden Materials verwirklicht werden soll. Um den Verlust der Bestandteile eines Elementes zu vermeiden, muß nun aber eine praktisch vollkommene Dichtheit vorhanden sein. Ein langsames Verdampfen des Elektrolyten, selbst wenn es an sich geringfügig ist, führt nämlich im Laufe einer genügend langen Zeit zu einem Austrocknen des Akkumulators.

Bei gewissen Arten von dichten Akkumulatoren ist es sehr wichtig, daß der gleiche elektrochemische, mechanische und thermodynamische Zustand vorliegt, der im Verlauf der verschiedenen Zyklen, d. h. im Laufe des Lebens des Akkumulators reproduzierbar ist, um diesem Akkumulator die besten Resorptions-, Absorptions- oder Absonderungsbedingungen für die Produkte der Elektrolyse zu verschaffen. Jeder Verlust eines der Gase im Verhältnis zum anderen, beispielsweise von Wasserstoff im Verhältnis zu Sauerstoff, drückt sich in einer Änderung des Ladungszustandes der Elektroden aus, was für ein gutes Arbeiten des dichten Akkumulators ungünstig sein kann.

Bei der Verwendung im Luftfahrwesen müssen die Akkumulatoren in einem mehr oder weniger ausgeprägten Vakuum arbeiten, je nach der Höhe, in der sich die den Akkumulator tragende Maschine bewegt. Eine Dichtheit, die unter üblichen Umständen genügend erscheint, kann unter diesen besonderen Bedingungen nicht mehr genügen.

Verfahren zur Herstellung eines gasdicht
verschlossenen Akkumulators

Anmelder:

Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction,

Soc. An., Romainville, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,

München 2, Rosental 7

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 2. Dezember 1960 (845 759) -

An dieser Stelle sind noch andere Nachteile der herkömmlichen Knopfzellen zu erwähnen, beispielsweise die fast unumgängliche Notwendigkeit, den Schalen eine kreisrunde oder zylindrische Form zu geben. Auf diese Weise erhält man Elemente von kreisrunder Form, die durch Stapeln Zylinder ergeben. Die Zylinderform hat jedoch einen sehr schlechten Nutzungskoeffizienten in bezug auf den verfügbaren Raum, und zwar liegt der Raumverlust

in der Größenordnung von —-j— = 22%.

Dieser Nachteil ist auch bei Akkumulatoren gegeben, die nach dem eingangs erwähnten Verfahren hergestellt sind. Sie bestehen nämlich aus zwei Deckeln, deren mit der zylindrischen Wand verbundene Flächen durch die zylindrischen Deckelränder gebildet sind. Auch diese Akkumulatoren können somit naturgemäß nur einen runden Querschnitt aufweisen. Da sich ferner beim Verkleben kein Druck ausüben läßt, wird nur eine fragwürdige Dichtheit erzielt. Ein Verschweißen kommt nämlich zumindest zwischen einem der Deckel und der Wand nicht in Frage, weil sich die Wärme auf den unmittelbar mit der Wand in Berührung stehenden Elektrodenwickel schädlich auswirken würde. Es bleibt deshalb nichts anderes übrig, als sich mit der weniger haltbaren Abdichtung bei Verleimung der Deckel mit der Wand zu begnügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten, daß sich auf einfache Weise Akkumulatoren fertigen lassen, die die vorerwähnten

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Claims

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Nachteile nicht aufweisen, d. h. vollständig dicht läßt sich leicht erkennen, daß der große Vorteil des

sind und in verschiedenen Formen ausgebildet wer- erfindungsgemäßen Verfahrens darin liegt, daß diese

den können: quadratisch, rechteckig, oval, kreis- dichte, isolierende Schweißung 5 an der Schale A

förmig usw. vorgenommen wird, ehe diese irgendein elektro-

Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen da- 5 chemisches Material aufgenommen hat, was die Herdurch aus, daß eine der beiden Metallflächen iso- stellung der Schweißung sehr begünstigt. Von Belierend mit der Wand gasdicht verbunden wird, da- deutung ist ferner, daß der gewünschte Druck und nach die Akkumulatorteile in die so gebildete Schale die gewünschte Temperatur während der erfordereingelegt werden und schließlich die andere Metall- liehen Zeit angewendet werden können,
fläche mit der Wand gasdicht verschweißt wird. io Wenn die Schale A fertiggestellt ist, werden die

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, verschiedenen mit der geeigneten Elektrolytmenge in an sich bekannter Weise wenigstens die erste Ver- durchtränkten Bestandteile des Akkumulators in sie bindungsnaht aus einer Lage hochpolymerisierten eingebracht. Zuerst wird beispielsweise eine Metall-Kunststoffes, insbesondere Äthoxylinharz, herzu- feder ^₁ eingebracht, dann eine Elektrode D, die sich stellen. ^! ' 15 mit dem Boden C entweder unmittelbar oder über

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der die Feder A₁ in elektrischem Kontakt befindet, wo-

Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei- gegen sie gegenüber der zylindrischen oder prisma-

bung. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der tischen Wand B beispielsweise durch einen Isolier-

Erfindung dargestellt, und zwar zeigt ring D₁ isoliert ist. Dann wird ein Scheider E in Form

F i g. 1 die Schale eines Gehäuses eines Akkumu- 20 eines Isolierstücks eingebracht, der zwischen den

lators nach der Erfindung im Axialschnitt, Elektroden D und F einen geeigneten Abstand auf-

F i g. 2 einen Akkumulator mit der Schale nach rechterhält. Dieser Scheider, der auf der Zeichnung

Fig. 1, ebenfalls im Axialschnitt, und schematisch in Form eines gewellten Teiles darge-

F i g. 3 eine Ansicht des gleichen Akkumulators. stellt ist, kann, wie bei den bereits bekannten Knopf-

Fig. 1 zeigt eine Schale/4, die aus zwei Metall- 25 zellen, durch einen Ring oder eine Scheibe aus

teilen zusammengesetzt ist: einer zylindrischen oder porösem Material bestehen, deren Stärke so bemes-

prismatischen Metallwand B mit zwei Schultern B₁ sen ist, daß zwischen den Elektroden die erforder-

und B₂ an ihren beiden Enden und einer einen liehe Elektrolytmenge vorhanden ist. Oberhalb des

Boden C bildenden Metallfläche, die eine auf die Scheiders E wird die Elektrode F angeordnet, dann

Form der Schulter B_x zugeschnittene Blechscheibe ist. 30 eventuell eine Metallfeder R₂ und der Metalldeckel G,

Der horizontale Querschnitt dieser Schale A kann der in seiner Form dem Stück C entspricht. Die

ganz beliebig sein, beispielsweise kreisrund oder Elektrode F befindet sich entweder unmittelbar oder

rechteckig. Die Schale kann eine Symmetrieachse XX' über die Feder R₂ mit dem Deckel G in elektrischem

aufweisen, wie im Fall der Fig. 1, was aber nicht Kontakt und kann sich auch ohne weiteres mit dem

unbedingt erforderlich ist. 35 zylindrischen oder prismatischen Rohr B in Kontakt

Die Wand B ist mit dem Boden C durch eine befinden. Der Elektrolyt wird in der gleichen Form

isolierende, dichte Schweißnaht 5 verbunden. Die wie bei den bereits bekannten Knopfzellen einge-

Schweißnaht S kann auf verschiedene, an sich be- bracht.

kannte Arten hergestellt sein. So können zwei Metall- Wenn sich alle die genannten Bestandteile an

stücke B und C beispielsweise unter Zwischenschal- 4° Ort und Stelle befinden, erfolgt das Schließen des

tung einer Dichtung aus gesintertem Glas verschweißt Elementes durch Aufschweißen des Deckels G auf

werden. Diese Dichtung ist aus mehreren Gründen die Schulter B₂ der zylindrischen oder prismatischen

besonders wirksam und vorteilhaft. Einerseits kann Wand B. Diese die vollständige Abdichtung gewähr-

durch genaue Abstimmung der Qualität des die leistende Metall-auf-Metall-Schweißung S₁ bietet

Dichtung bildenden Glases auf die Qualität des die 45 keine unüberwindlichen Schwierigkeiten. Leicht läßt

Wand B bzw. den Boden C bildenden Metalls, oder sich der erforderliche Druck aufbringen. Natürlich

umgekehrt, für diese beiden Werkstoffe der gleiche muß beim Warmschweißen darauf geachtet werden,

Ausdehnungskoeffizient erreicht werden; so können daß die Schweißdauer kurz genug ist, um ein Er-

beispielsweise die Wand B und der Boden C aus einer hitzen der Bestandteile des Akkumulators zu ver-

Eisen-Nickel-Legierung von passender Zusammen- 50 meiden.

Setzung gefertigt werden, um den gleichen Aus- An Stelle von einem einzigen Satz Elektroden D

dehnungskoeffizienten zu erzielen, wie er beim ver- und F kann der Akkumulator mehrere Elektroden

wendeten Glas vorhanden ist. Andererseits kann eine von jeder Polarität besitzen.
Glasqualität gewählt werden, die gegenüber dem

Elektrolyten praktisch beständig ist. 55 Patentansprüche:

Anstatt eine Schweißnaht 5 zu verwenden, die 1. Verfahren zur Herstellung eines gasdicht

unter Zwischenschaltung einer Dichtung aus ge- verschlossenen Akkumulators mit einem zwei

sintertem Glas hergestellt ist, können die beiden einander gegenüberliegende, mit einer sie ver-

Metallteile B und C auch durch eine Lage aus hoch- bindenden Metallwand verschweißte und gegen-

polymerisiertem Kunststoff, der an dem Metall an- 6° einander isolierte Metallflächen aufweisenden

haftet, miteinander verbunden werden, beispielsweise Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß

durch ein Harz in viskoser Lösung vom Typ eines eine der beiden Metallflächen isolierend mit der

Äthoxylinharzes, das unter dem Handelsnamen Wand (B) gasdicht verbunden wird, danach die

Araldit vertrieben wird. Es ist dann vorteilhaft, die Akkumulatorteile in die so gebildete Schale ein-

zwei zu verklebenden Oberflächen durch vorheriges 65 gelegt werden, und schließlich die andere Metall-

Sandstrahlen vorzubereiten, um eine zähere Kunst- fläche mit der Wand gasdicht verschweißt wird.

stoff-Metall-Verbindung zu erzielen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

Welche Schweißart auch immer verwandt wird, es kennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise

wenigstens die erste Verbindungsnaht aus einer Lage hochpolymerisierten Kunststoffes, insbesondere Äthoxylinharz, hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise wenigstens für die erste Verbindungsnaht gesintertes Glas verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Metallfläche durch eine Metall-auf-Metall-Schweißung mit der Wand verbunden wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 952 282; deutsche Auslegeschriften Nr. 1081527, 711, 1029437;
französische Patentschrift Nr. 1218 322; USA.-Patentschrift Nr. 2 684 397.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen