DE1496345B2 - Galvanische zelle mit wickelelektroden, in welcher mindestens die stirnseite einer elektrode des wickels mit mehreren ableiterfahnen versehen ist - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine galvanische Zelle mit Wickelelektroden, in welcher mindestens die Stirnseite einer Elektrode des Wickels mit mehreren Ableiterfahnen versehen ist.

Galvanische Zellen mit Wickelelektroden sind an sich bekannt. In vielen Fällen werden die Wickelelektroden in ein Gehäuse eingesetzt, das gleichzeitig als stromabführendes Element benutzt wird. Dabei wird die Wickelelektrode einer Polarität mit dem Gehäuse, die Wickelelektrode der anderen Polarität mit dem gegen das Gehäuse isolierten Deckel verbunden. Die Verbindung zwischen den Wickelelektroden und dem Gehäuse bzw. Deckel erfolgt in der Regel durch ein flexibles, elektrisch leitendes Verbindungsstück. Da der Durchmesser dieses Verbindungsstückes nur schwach gehalten werden kann, können solche Akkumulatoren keine starken Entladeströme liefern. Zur Isolierung dieser Ableitungen sind umständliche Isolationsmaßnahmen notwendig. Der Schweißvorgang in der Verbindungsstelle zwischen der Elektrode und dem Verbindungsleiter einerseits und dem Verbindungsleiter und dem Gehäuse andererseits ist nicht in gewünschtem Maße kontrollierbar.

Aus der französischen Patentschrift 1357 772 ist eine galvanische Zelle mit Wickelelektroden bekannt, bei der mindestens die Stirnseite einer Elektrode des Wickels mit einer Vielzahl von Ableiterfahnen versehen ist. Das Anbringen der Fahnen ist sehr aufwendig, da diese Fahnen einzeln angeschweißt oder angenietet werden. Außerdem läßt sich nicht vermeiden, daß an den Verbindungsstellen Übergangswiderstände auftreten; das gleiche gilt für die Verbindung der Fahnen mit dem Deckel bzw. dem Gehäuse. Durch eine solche Ausführungsform der Ableiterfahnen läßt sich das Zellenvolumen schlecht ausnutzen.

Man hat auch vorgeschlagen, die Verbindung zwischen dem Wickel und dem Gehäuse bzw. dem Deckel dadurch herzustellen, daß man einen Wickel mit der ganzen Stirnseite mit dem Gehäuse bzw. Deckel in Verbindung brachte. Auch diese Lösung hatte mehrere Nachteile. Vor allem bei dünnen Elektroden war z. B. der Druckkontakt zur Überführung hoher Ströme ungenügend und man konnte zur Verbesserung des Kontaktes keinen hohen Druck anwenden, da die dünnen Elektroden leicht verbogen werden konnten. Ferner konnte man das Zellenvolumen sehr schlecht ausnutzen, ein Nachteil, der auch bei der zuerst geschilderten Form nach dem Stande der Technik vorhanden ist, da auf jeder Stirnseite des Wickels die positive oder negative Elektrode eingerückt sein mußte, um eine falsche Kontaktgebung zu vermeiden. Dadurch wurde die Kapazität der Zelle bei gegebenem Gehäusevolumen erheblich vermindert, vor allem bei Zellen mit niedrigen Wickelelektroden. Dabei besteht noch die zusätzliche große Gefahr, daß die Elektroden dem auf sie ausgeübten Druck nachgeben und axial ineinander verschoben werden. Das führt zu Kurzschlüssen und die Zelle ist in kürzester Zeit unbrauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu beseitigen und mit einfachen Mitteln eine Verbindung zwischen dem Gehäuse bzw. Deckel und den Wickelelektroden herzustellen, die stabil und mit starken Strömen belastbar ist und die den Raum der Zelle besser auszunutzen gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ableiterfahnen in einem Stück aus dem Elektrodenmaterial oder aus dem leitenden Trägermaterial für die Elektroden hergestellt sind und im Wickel vorzugsweise radial hintereinander liegen und nach innen etwa um 90° gebogen sind und daß der Wickel in axialer Richtung unter Druck steht.

Dadurch wird die entsprechende Stirnfläche des Wickels mit einer Ableiterschicht abgeschlossen, die nach dem Einsetzen des Wickels mit dem Zellengefäß bzw. dem Deckel großflächig in Berührung kommt. Um einen guten Kontakt zu gewährleisten, muß der Wickel in axialer Richtung unter Druck stehen. Das kann man am einfachsten durch eine Kontaktfeder erreichen, die im Zellengehäuse an einer der Stirnflächen des Wickels angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel im Rahmen der Erfindung ist in den anliegenden F i g. 1 bis 4 dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen Elektrodenwickel, der z.B.

in alkalischen Akkumulatoren Verwendung finden kann.

In der Ausführungsform nach F i g. 1 ist nur die Stirnseite des negativen Wickels 1 mit erfindungsgemäßen Ableiterfahnen 3 versehen. Der positive Wikkel 2 trägt in der Ausführungsform nach der F i g. 1 einen durchlaufenden Ableiterrand 5. Auch der positive Wickel 2 kann mit Ableiterfahnen 3, wie sie bei der negativen Elektrode 1 vorgesehen sind, ausgestattet sein. Zwischen dem positiven und dem negativen Wickel ist ein Separator 4 angeordnet, der so eingelegt werden muß, daß er auf der Stirnseite den Wikkel etwas überragt, um jeden Kurzschluß zwischen der positiven und der negativen Elektrode zu vermeiden.

Die F i g. 2 zeigt einen Radialschnitt durch den fertigen Wickel.

Zwischen dem negativen Wickel 1 und dem positiven Wickel 2 ist der Scheider 4 so angeordnet, daß

er die Stirnseite des positiven Wickels 2 noch bedeckt. Die Ableiterfahne 3 wird dann über das untere Ende des Separators 4 umgebogen.

In der F i g. 3 ist die untere Stirnseite des Wickels dargestellt, nachdem die Ableiterfahnen 3 etwa um 90° nach innen umgebogen wurden. Um eine möglichst gute Kontaktierung mit dem Zellenboden zu erreichen, können die Ableiterfahnen 3 so lang gehalten werden, daß sie sich nach dem Einbiegen nach innen noch überlappen.

In Fig.4 ist eine derartige Zelle, die die beanspruchten Merkmale enthält, dargestellt. In dieser Zelle ist nur die untere Seite des Elektrodenwickels mit negativen und flach an die Stirnseite umgebogenen Ableiterfahnen versehen. Zwischen dem nagativ gepolten Gehäuseboden und der beschriebenen Stirnfläche ist eine Kontaktfeder 6 angeordnet, die für einen guten Kontakt sowohl mit dem Gehäuse als auch mit dem Deckel sorgt.

Durch die Spannkraft der Kontaktfeder 6 steht der ganze Wickel in axialer Richtung unter Druck. Dabei drückt der positive Wickel 2 mit seinen durchgehenden Ableiterstreifen 5 gegen den Deckel. Der Ableiterstreifen wird dabei in den Deckel hineingedrückt, wodurch auch mit dem Deckel eine gute Kontaktgabe erzielt wird.

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Zelle nach F i g. 4 ist auch der positive Wickel 2 mit Ableiterfahnen 3 versehen. Der Deckel

ίο braucht dabei nicht eben ausgeführt zu werden, sondern kann gegen den Wickel hin eine großflächige tellerförmige Wölbung aufweisen.

Der positive und der negative Wickel bestehen, z.B. wenn sie in alkalischen Akkumulatoren Verwendung finden, aus einem Trägermaterial, z.B. Nickelfolie, aus dem auch die Ableiterfahnen 3 und der Kontaktstreif en 5 bestehen. Die übrigen Flächen des Elektrodenwickels sind mit gesinterten Metallschichten, z.B. aus Nickel, bedeckt, in deren Poren die aktive Masse eingebettet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Galvanische Zelle mit Wickelelektroden, in welcher mindestens die Stirnseite einer Elektrode des Wickels mit mehreren Ableiterfahnen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableiterfahnen (3) in einem Stück aus dem Elektrodenmaterial oder aus dem leitenden Trägermaterial für die Elektroden hergestellt sind und im Wickel vorzugsweise radial hintereinander liegen und nach innen etwa um 90° gebogen sind und daß der Wickel in axialer Richtung unter Druck steht.

2. Galvanische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die eingebogenen Ableiterfahnen (3) überlappen.

3. Galvanische Zelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuseboden und dem Wickel eine Kontaktfeder angeordnet ist.

4. Galvanische Zelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Deckel und dem Wickel eine Kontaktfeder angeordnet ist.