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Elektrode ftir galvanische Elemente Die Erfindirng betrifft eine
Elektrode für galvanische Elemente, insbesondere für elektrische Akkumulatoren,
deren Enden mit einem Abschlußschutz versehen sind.
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Bisher wllrde das positive Elektrodenband von Wichelelektroden, insbesondere
für alkalische Akkumulatoren, an beiden Enden mit je einem Abschlußstreifen versehen.
Dieser soll das Abbröckeln von Masseteilchen an den Enden verhindern. Bei gesinterten
Elektrodenstreifen bilden sich an der Schnittkante der beiden Enden Risse aus, an
denen die Masse sehr leicht tabbröckelt.
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Als Material für diese Abschlußstreifen wurde bisher Acetatseide-Klebestreifen
verwendet, die U-förmi um die Enden der Elektrode zele,t wurden. Dieses Material
löst sich jedoch im Akkumulator leicht auf und kann das Abbröckeln der aktiven Masse
nicht verhindern. Dadurch können sich sehr leicht Neben- bzw. Kurzschlisse in der
Zelle ausbilden. Das oben angeführte Material neigt daneben zur Verseifung und damit
zur Verunreinigung des Elektrolyten.
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Schon bei der Entkarbonatisierung, d.h. bei der chemischen Nachbehandlung
der Elektroden beispielsweise in heißer Kalilauge, bzw.
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nach kurzer Betriebsdauer der Zellen löst sich der Haftkleber, mit
dem die Innenseiten der Abschlußstreifen versehen sind, auf und der Abschlußstreifen
kann damit seine Aufgabe nicht mehr erfilzen.
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Bei Akkumulatoren mit Röhrchenelektrodenplatten wurden die Röhrchenelektroden
bisher mit kunststoffstegen abgeschlossen. Diese lbschlußstege aus Kunststoff wurden
entweIer kalt aufgeschlagen oder unter vorheriger Anwärmung aufgetrieben. Diese
Stege sollen ein ilerausfallen von Masseteilchen verhindern und dienen der Halterung
der Stromableiter. Dabei ergaben sich wesentliche iJachteile. Zum einen wurde durch
die Konizität der Zapfen, ie die Stromableiter aufnehmen, die Masse in den Röhrchen
zusammengepreßt, zum anderen ergab die Vorwärmung der Stege eine schlechte Haftung
der Stege am kalten Plattengrund der Röhrchenplatten infolge der zurückgehenden
Wärmeausdehnung, der Stege beim Erkalten.
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Es hat sich gezeigt, daß an diesen Stellen die aktive as besnnders
stark ausschlammt. Daneben wird durch einen losen Kunststoffsteg die Bleiseele des
Röhrchens fregelegt, sodaß diese von der Säure korrodiert werden kann. Diese Machteile
fiihren zu einer geringeren Ausbeute der aktiven as und zu einer geringeren Kapazität.
Dazu trägt auch das Gewicht der tiunststoffstee sowie ihre Eföhe bei, die ebenfalls
einen Verlust an aktiver Masse ergeben und die Bauhöhe der Akkumulatoren vergrößert.
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Aufgaber der Erfindung ist es, diese Hachteile der bekannten Anordnungen,
die bei Wickelelektroden durch die Auflösung des Haft klebers des Abschlußstreifens
ilnn durrh das Abbröckeln der Masse von der Elektrode entstehen sowie sich bei Röhrchenelektroden
in einem Verlust der arbeitenden Masse, einer Abschlammung iind einer Korrosion
der freigelegten Blei seele ciußern, zu vermeitlen und einen einfach auf die Elektrode
aufzubringenden dauerhaften hbschlußschutz zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Abschlußschutz
aus einer mindestens ein Ende der Elektrode allseitig umfassenden Abschlußtasche
aus aufgeschrumpften elektrolytbeständigen Kunststoffmaterial besteht.
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Eine solche Abschlußtasche ist insbesonde für alkalische Akkumulatoren
mit Wickelelektroden geeignet. Sie kann jedoch auch bei Primärelementen oder Bleiakkumulateren
Verwendung finden.
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Im folgenden ist anhand der Figuren 1 und 2 der Gegenstand der Erfindung
näber erläutert. Figur 1 zeigt dabe Figur 2 eine Röhrchenelektrode.
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Gemäß Figur 1 wird auf die negative Wickelelektrode 4 au einem Ende
oder auch auf beiden eine Schrumpfschlauchtasche aufgeschrumpft und auf diese Elektrode
wird ein Scheiderband aufgelegt. Beide Teile wenden dann in den Schlitz der Wickelnadel
der Elektrodenwickalmaschine eingeführt. Nach Abwicklung durch eine Ümdrehung der
Wickelnsadel wird nunmehr die positive Elektrode 5 aufgelegt und der Wickel zuende
gewickelt. Die positive Elektrode 5 wurde vorher ebenfalls an beiden Enden mit je
einer Schrumpfschlauchtasche 1 versehen. Durch die Verwendung solcher Schrumpfschlauchtischen
wird ein Abbröckeln der Elektrodenenden bzw. das Durchstechen der spitzen Grate
durch den Scheider vermieden. Als Metenial für die Schrumpfschlanchtaschen ist Polyvinylchlorid
oder Folväthylen verwendbar.
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In einer weiteren Ausbildung des Grund gedankens der Erfindung i ist
eine Schrumpfschlauchtasche 1 unsymmetrisch ausgebildet, d.h. ein Schenkelblatt
2 ist länger als das andere Schenkelblatt 3. Damit wird erreicht, daß beispielsweise
beim Einwickeln der negativen Elektrode das Kateri-al nicht am im Wickel eingeschobenen
Stirnende abbröckelt und daß sich auch keine Risse auf der Breitseite des Anfanges
des Elektrodenwickels bilden können. Die negative Elektrode ist am in den Wickel
eingesteckten Ende am höchsten beansprucht, da sie dort den kleinsten Wickelradius
besitzt. Durch die Abdeckung gemaß der Erfindung, insbesondere mit einer asymmetrischen
Schrumpfschlauchabschlußtasche, werden der Druck und die Biegemomente im Krümmungsscheitelpunkt
an der fiir die Elektrode gefährlichsten Stelle durch den längeren Schenkel 2 der
Abschlußtasche abgefangen, soda sich keine Risse bilden können. Im Wikkel wird demgemäß
stets zumindest das Elektrodenende, das den höchsten Krümmungsgrad erhält, mit einer
selchen Abschlußtasche, die zwei verschieden lange Schenkel besitzt, versehen werden.
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Gemäß Figur 3 ist auf eine Röhrchenelektrodenplatte 6 ein von einem
lauf enden Band in gleiche Teile geschnittener Schrumpfschlauchabschnitt 7, dessen
Durchmesser entsprechend der Breite der Röhrchenpiatte gewählt ist, aufgescheben.
Ein Teil 10 des Schrumpfschlauchabschnittes 7 steht noch frei iiber und wird danach
elektrisch abgeschweißt, wie dies schematisch an der gegenüberliegenden Seite an
der Stelle 9 dargestellt ist.
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Diese Schrumaf schlauchab sch 7 ußt a sche wird dann beispielsweise
mit einem Heißluftgebläse oder einem Infrarotstrahler bei etwa 1800 C je nach dem
gewählten Material aufgeschrumpft. Die Einwirkungsdauer der Wärmebehandlung liegt
bei einigen Sekunden.
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Verteilhaft ist es, eine fertige Abschlußtasche 8 schrumpfartig über
ein Ende der Röhrchenplatte 1 zu ziehen und diese zu schrumpfen. Daraus ergeben
sich Zeitvorteile in der Serienfertigung.
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Die Wanddicke- der Schrumpf schlnnchta schcn kann beliebig gewählt
werden, von. ca. 0,1 mm bis zu Dicken, die noch eben schrumpfbar sind, d.h. bis
zu mehreren Millimetern Dicke, Bei so hergestellten Abschlußtaschen wird die ausfallende
aktive Masse bei einer anfänglichen Abschlammung in den Zwischenräumen der Taschen
festgehalten, sodaß die Gefahr von Nebenschlüssen und Kurzschlüssen geringer ist
als bei Röhrchenelektrodenplatten mit üblichen Abschlußstegen.
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Daneben tritt eine erhebliche Verbilligung und Materialersparnis durch
die Verwendung der erfindungsgemäßen Abschlußtasche auf.
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Beispielsweise liegt das Verhältnis von Gewicht üblicher Kunststoffstege
zum Gewicht dünner Schrumpfschlauchabschlußtaschen bei etwa 3 1.
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- Patontansprüche -