DE1496345C

DE1496345C - Galvanic cell with Wickelelek electrodes, in which at least the end face of one electrode of the winding is provided with several conductor lugs

Info

Publication number: DE1496345C
Application number: DE19651496345
Authority: DE
Inventors: Philipp 5800 Hagen HOIm 35 30 Desemss
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1965-12-11
Filing date: 1965-12-11
Publication date: 1973-06-14

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine galvanische Zelle mit Wickelelektroden, in welcher mindestens die Stirnseite einer Elektrode des Wickels mit mehreren Ableiterfahnen versehen ist. "^; The subject of the invention is a galvanic cell with winding electrodes, in which at least the end face of one electrode of the winding is provided with several conductor lugs. "^;

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.Galvanic cells with wound electrodes are known per se. In many cases, the wound electrodes inserted into a housing that is used at the same time as a current-carrying element. Included the winding electrode of one polarity with the housing, the winding electrode of the other polarity 'mit connected to the cover, which is insulated from the housing. The connection between the winding electrodes and the housing or cover is usually made by a flexible, electrically conductive connector. Since the diameter of this connecting piece can only be kept weak, such accumulators do not deliver strong discharge currents. Isolating these leads is cumbersome Isolation measures necessary. The welding process in the joint between the electrode and the connection conductor on the one hand and the connection conductor and the housing on the other hand not controllable to the desired extent.

Aus der französischen Patentschrift 1 357 772 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 größe 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.From the French patent 1 357 772 a galvanic cell with wound electrodes is known, in which at least the end face of one electrode of the coil is provided with a large number of conductor lugs is. Attaching the flags is very complex, as these flags are individually welded or riveted will. In addition, it cannot be avoided that contact resistances at the connection points appear; the same applies to the connection of the flags with the cover or the housing. Such an embodiment of the conductor tabs makes it difficult to utilize the cell volume. It has also been proposed that the connection between the winding and the housing or the Produce cover by making a winding with the whole 'end face with "the housing resp. Lid connected .. This solution also had several disadvantages. Especially with thin electrodes was z. B. the pressure contact for the transfer of high currents insufficient and one could improve Do not apply high pressure of the contact, as the thin electrodes are easily bent could. Furthermore, the cell volume could be used very poorly, a disadvantage that also applies to the form described first according to the state of the art 'is present, because on each face of the Wickels the positive or negative electrode "had to be indented to prevent incorrect contact avoid. As a result, the capacity of the cell was considerably reduced for a given housing volume, especially for cells with low wound electrodes. There is also the additional great danger that the electrodes yield to the pressure exerted on them and are axially displaced into one another will. This leads to short circuits and the cell is unusable in a very short time.

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. -^;--¹ 'M The invention is based on the object of eliminating the disadvantages outlined and using simple means to establish a connection between the housing or cover and the winding electrodes, which connection is stable and can withstand strong currents and which allows better use of the space in the cell. - ^; - ¹ 'M.

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.According to the invention: the object is achieved by that the conductor tabs in one piece, made of the electrode material or of the conductive carrier material are manufactured for the electrodes and are preferably radially behind one another in the coil and are bent inwards by about 90 ° and that the winding is under pressure in the axial direction.

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.As a result, the corresponding end face of the coil is terminated with a conductor layer, which after inserting the roll in contact with the cell jar or the lid over a large area comes. To ensure good contact, the coil must be under pressure in the axial direction. The easiest way to do this is to use a contact spring attached to a the end faces of the roll is arranged.

Ein Ausführungsbeispiel im Rahmen der Erfindung ist in den anliegenden F i g. 1 bis 4 dargestellt.An exemplary embodiment within the scope of the invention is shown in the accompanying FIGS. 1 to 4 shown.

Die F i g. 1 zeigt einen Elektrodenwickel, der z. B. in alkalischen Akkumulatoren Verwendung finden kann.The F i g. 1 shows an electrode coil which, for. B. find use in alkaline batteries can.

In der Ausführungsform nach Fig. 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. In the embodiment of FIG. 1 is only the The end face of the negative coil 1 is provided with conductor lugs 3 according to the invention. The positive loop In the embodiment according to FIG. 2, FIG. 1 a continuous edge of the arrester 5. Also the positive one Winding 2 can be equipped with conductor lugs 3, as are provided in the case of the negative electrode 1 being. A separator 4, which is inserted in this way, is arranged between the positive and the negative winding must be that it protrudes slightly on the front side of the winding to avoid any short circuit between the positive and negative electrodes.

Die Fig.2 zeigt einen Radialschnitt durch den fertigen Wickel.2 shows a radial section through the finished roll.

Zwischen dem negativen Wickel 1 und dem positiven Wickel 2 ist der Scheider 4 so angeordnet, daßBetween the negative winding 1 and the positive winding 2, the separator 4 is arranged so that

er die Stirnseite des positiven Wickels 2 noch bedeckt. Die Ableiterfahne 3 wird dann über das untere Ende des Separators 4 umgebogen.it still covers the end face of the positive coil 2. The arrester lug 3 is then over the lower The end of the separator 4 is bent over.

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. 3 shows the lower end of the coil after the conductor tabs 3 around 90 ° bent inwards. To ensure the best possible contact with the cell floor reach, the arrester lugs 3 can be kept so long that they are after bending still overlap inside.

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.In Fig.4 is such a cell that the claimed Features are shown. Only the lower side of the electrode coil is in this cell provided with negative arrester lugs bent flat on the front side. Between the nagative polarized housing bottom and the end face described, a contact spring 6 is arranged, which for ensures good contact with both the housing and the cover.

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.Due to the tension force of the contact spring 6, the entire coil is under pressure in the axial direction. The positive coil 2 presses with its continuous conductor strips 5 against the cover. the Discharge strip is pressed into the cover, which also makes a good connection with the cover Contact is achieved.

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Zelle nach F i g. 4 ist auch der positive Wickel 2 mit Ableiterfahnen 3 versehen. Der DeckelIn another embodiment, not shown, of the cell according to FIG. 4 is also the positive one Provide coil 2 with conductor lugs 3. The lid

ίο braucht dabei nicht eben ausgeführt zu werden, sondern kann gegen den Wickel hin eine großflächige tellerförmige Wölbung aufweisen.ίο does not need to be carried out, but rather can have a large, plate-shaped curvature towards the roll.

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.The positive and negative windings exist, e.g. when they are used in alkaline accumulators find, made of a carrier material, e.g. nickel foil, from which the arrester lugs 3 and the contact strip en 5 exist. The remaining surfaces of the electrode coil are covered with sintered metal layers, e.g. made of nickel, in whose pores the active material is embedded.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Galvanic cell with winding electrodes, in which at least the end face of an electrode S of the winding is provided with several conductor tabs, characterized in that the conductor tabs (3) are made in one piece from the electrode material or from the conductive carrier material for the electrodes and in Coils are preferably radially behind one another and bent inwards by about 90 ° · _; and that the roll is under pressure in the axial direction. . . . · ■■ -i

2. Galvanic cell according to claim 1, characterized in that the bent Overlap the arrester lugs (3).

3. Galvanic cell according to claims 1 and 2, characterized in that between the Housing bottom and the coil, a contact spring is arranged. .......

4. ' Galvanic cell according to claims 1 and 2, characterized in that a contact spring between the cover and the coil is arranged.