DE19838121A1

DE19838121A1 - Verfahren zur Herstellung von Akkumulatoren

Info

Publication number: DE19838121A1
Application number: DE19838121A
Authority: DE
Inventors: Otwin Imhof; Holger Kistrup; Wolfgang Grothe; Juergen Lehmann
Original assignee: Deutsche Automobil GmbH
Current assignee: Hoppecke Batterie Systeme GmbH
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2018-08-22
Also published as: DE19838121B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Akkumulatoren in Pile- oder Stapelbauweise mit Faserstrukturgerüstelektroden, insbesondere die Kontaktierung einer Trennwand zu einerseits einer Hauptoberfläche einer positiven Elektrode und andererseits einer Hauptoberfläche einer negativen Elektrode. Zur Herstellung eines niedrigen elektrischen Übergangswiderstandes werden die Faserstrukturgerüstelektroden einer Oberflächenbearbeitung unterzogen, bei der ihre Oberfläche im wesentlichen bleibend planimetriert wird, und zumindest diejenigen Seiten der Fasern des Faserstrukturelektrodengerüstes, die auf der Hauptoberfläche der Faserstrukturgerüstelektrode nach außen gekehrt sind, werden von dem auf ihnen haftenden Überzug aus getrockneter aktiver Masser befreit. Zusätzlich werden die beiden Hauptflächen der Trennwände zumindest in der Zone, in der sie sowohl die positiven als auch die negativen Elektroden großflächig kontaktieren, strukturiert, so daß punktuell gut kontaktierende Stellen entstehen, die regelmäßig wiederkehren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Akkumu latoren in Pile- oder Stapelbauweise nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 sowie mit einem solchen Verfahren herstellbare Akkumu latoren bzw. Trennwände für solche Akkumulatoren.

Derartige Akkumulatoren mit Pile- oder Stapel-Bauweise finden insbesondere in Nickel/Metallhydridbatterien, Nic kel/Kadmiumbatterien, Nickel/Zinkzellen oder in Lithium-Systemen Verwendung. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft insbesondere die Stromführung in derartigen Akkumulatoren.

Akkumulatoren zur Aufspeicherung von elektrischer Energie in Form von chemischer Energie, die dann wieder als elektrische Energie entnommen werden kann, sind schon seit Ende des vorigen Jahrhun derts bekannt. Auch heute noch weit verbreitet ist der Bleiakku mulator. Bei ihm bestehen die Elektroden oder Platten aus dem ak tiven Material, das der eigentliche Energiespeicher ist, und ei nem Bleiträger (Gitter), der das aktive Material aufnimmt. Dane ben existieren Batterien mit alkalischen wäßrigen Elektrolyten.

Seit etwa 15 Jahren gibt es Akkumulatoren mit einem neuen Elek trodentyp, der unter dem Begriff Faserstrukturgerüstelektroden bekannt geworden ist. Der DE 40 04 106 C2 ist beispielsweise ein Faserstrukturelektrodengerüst mit erhöhter Belastbarkeit, den DE 38 22 197 C1, DE 40 40 017 C2 und DE 41 03 546 C2 sind Verfahren zum Füllen von Faserstrukturelektrodengerüsten für Akkumulatoren mit einer Aktivmassenpaste zu entnehmen.

Aus der DE 41 03 546 C2 geht weiter hervor, daß bei der Herstel lung der Faserstrukturgerüstelektrode die Faserstrukturbahnen nach der Aktivierung, Metallisierung und galvanischen Verstärkung zugeschnitten und vor dem Füllen mit aktiver Masse kalibriert werden. Dies ist nötig, um Elektrodengerüste mit definierter Fül lung bei geringer Streuung herstellen zu können. Beim Kalibrier vorgang muß berücksichtigt werden, daß der größere Teil der ein gebrachten Energie eine plastische Formänderungsenergie dar stellt. Beim Einbringen der aktiven Masse durch das Vibrations füllen werden die Poren zu 96% bis 100% mit aktiver Masse in Form von bekannten Pasten gefüllt. Bei diesem Verfahrensschritt (Vibration der Elektroden, der Schwingplatten (Schwingungsüber träger) oder der Pastentöpfe selbst) wird das zuerst mit viel Mü he kalibrierte Faserstrukturelektrodengerüst während des Imprä gniervorganges vibrationsentspannt. Dadurch entstehen undefinier bare Dickenzunahmen, die sich hauptsächlich auf den Hauptoberflä chen der Elektroden zonal auswirken. Aus der DE 40 18 486 C2, insbesondere aus den Beispielen 3 und 4, geht weiter hervor, daß eine durch das Füllen mit der aktiven Masse eintretende unkon trollierte Aufweitung des Faserstrukturelektrodengerüstes durch eine nochmalige Kalibrierung auf eine gewünschte Enddicke zwar teilweise beseitigt wird, aber noch immer Höhenunterschiede in der jeweiligen Hauptoberfläche von bis zu 0,046 mm verbleiben (vgl. Beispiel 4).

Beim Herausziehen der gefüllten Faserstrukturgerüstelektroden aus dem Pastentopf wird im Durchschnitt eine Menge an Paste auf der Oberfläche der Elektrode herausgeschleppt, die in etwa der Masse im Inneren der Elektrode entspricht. Dies gilt insbesondere für etwa 2,5 mm dicke Elektroden. Bei dünneren Elektroden wird oft das mehrfache an Paste aus dem Imprägniergefäß getragen, wie in die Faserstrukturgerüstelektrode eingebracht ist. Gefüllte Faser strukturelektroden müssen daher von der überschüssigen Paste be freit werden.

Aus der DE 38 22 197 C1 ist ein Verfahren zum Abreinigen der überschüssigen Paste vom Elektrodengerüst nach dem mechanischen Imprägniervorgang durch Bürsten zu entnehmen. Der Bürststation zum Reinigen der Hauptoberflächen der Elektroden ist vorteilhaf terweise eine über dem Imprägniergefäß angeordnete Abstreifvor richtung vorgeschaltet, die zur Entfernung der Hauptmenge der überschüssigen Aktivmasse nach dem mechanischen Imprägniervorgang direkt beim Herausziehen der gefüllten Faserstruktur-Elektroden dient und aus zwei Abstreifschabern besteht. Dieser Station ist eine Bürststation mit zwei gegensinnig rotierenden Bürstenwalzen nachgeschaltet, deren Achsen parallel zu den Hauptflächen des ge füllten Faserstrukturelektrodengerüstes angeordnet sind und die zum Reinigen der Hauptflächen dient, und eine weitere Bürststati on zum Reinigen der Kanten des gefüllten Faserstrukturelektroden gerüstes nachgeschaltet. Trotz dieser Reinigungsmaßnahmen bei der Fertigung von Faserstrukturgerüstelektroden speziell nach dem Im prägniervorgang und vor dem Trocknen besitzen die Elektroden ei nen Überzug eines polydispersen Gesamtsystems an Feststoffparti keln aus der Paste (bspw. einer wäßrigen Nickelhydroxidpaste), bestehend aus einer Vielzahl von Einzelkörnern unterschiedlicher Größe und Gestalt, Feinheit und Kornverteilung. Beim Trocknungs prozeß wird die pastöse, in das Faserstrukturelektrodengerüst eingerüttelte, aktive Masse von dem flüssigen Anteil in der Dis persion befreit.

Die galvanischen Elemente üblicher Bauweise bestehen aus den energiespeichernden Elektroden positiver und negativer Polarität, dem Elektrolyten, dem Scheider zwischen den Elektroden, dem Zel len- oder Batteriegefäß und u. a. den stromführenden, verbinden den inaktiven Teilen, wie z. B. die Zu- und Ableitungen des Stro mes zu und von den Elektroden. Darunter fallen auch Trägermateri al. Stromableiterfahnen, Pole, Polbrücken, Polschrauben, Unter legscheiben und Polyerbinder.

Gegenüber einer solchen Bauweise unterscheidet sich die Stapel- oder bipolare Bauweise. Bei der bipolaren Bauweise sind Subzellen vorgesehen. Jede Subzelle besitzt eine positive Elektrode, einen Separator und eine negative Elektrode, wobei die beiden Elektro den durch den Separator getrennt werden. Zwischen je zwei Subzel len befindet sich eine Trennwand, die sowohl für die elektrolyti sche Trennung der Subzellen, als auch die elektrische Leitung zwischen der positiven und negativen Elektrode sorgt, wobei der Strom in Querrichtung zu den Elektroden fließt. Dazu berühren sich die aufeinandertreffenden Flächen der Trennwand einerseits und der entsprechenden positiven oder negativen Elektrode ande rerseits, indem die Trennwand das Trägermaterial der Elektroden mit seiner aktiven Masse über eine der Hauptoberflächen der Elek trode unter einer im Betrieb wechselnden Anpreßkraft großflächig kontaktiert. Somit existieren für den elektrischen Strom kurze Wege. Durch eine solche Bauweise wird die spezifische Energie ge steigert, da der hohe Materialeinsatz für die Stromableitung mi nimiert wird. Es entfallen nämlich die inaktiven Bauteile, wie mindestens die Stromableiterfahnen zu jeder einzelnen Elektrode und die Polbrücken, an denen die Stromableiterfahnen befestigt sind, die sonst zur elektrischen Stromleitung benötigt werden.

Der schematische Aufbau und die Funktionsweise einer mehrzelligen Batterie in Pile-Bauform ist z. B. dem Batterie-Lexikon von Hans- Dieter Jaksch, Pflaum-Verlag München, S. 442 zu entnehmen. Für die Trennwand ist z. B. Metall oder ein elektrisch leitendes Polymer bekannt, wobei bei metallischen Trennwänden sich für alkalische wäßrige Systeme Nickelbleche oder vernickelte Stahlbleche anbie ten.

Diese bekannten Herstellungsverfahren sind jedoch problematisch, wenn man die Faserstrukturgerüst-Elektroden in Akkumulatoren mit der oben beschriebenen Pile- oder Stapelbauweise einsetzen will. Die großflächige Kontaktierung von aufeinandertreffenden Flächen einer Trennwand einerseits und einer positiven und/oder einer ne gativen Elektrode andererseits unter einer im Betrieb wechselnden Anpreßkraft kann sich auf den Übergangswiderstand nachteilig aus wirken. Entsprechend der konstruktiven Ausführung können sich verschiedene streuende Werte ergeben, insbesondere beim Betrieb der Zelle durch die Volumenarbeit der Elektroden, wodurch sich die Anpreßkraft ändert.

Eindeutig sind die Werte für den Übergangswiderstand bei der Stromabführung in gewöhnlichen Zellen, bei denen jede einzelne Elektrode mit einer Stromableiterfahne fest verbunden ist. Die nicht lösbare Verbindung des Trägermateriales mit der Stromablei terfahne kann mittels Widerstandsschweißens erfolgen und ist z. B. in den deutschen Patentschriften DE 42 25 708 C2, DE 41 04 865 C1, DE 39 35 368 C1, DE 36 32 352 C1 und DE 36 32 351 C1 be schrieben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o. g. Art bereitzustellen, mit dem Akkumulatoren mit geringeren elektrische Übergangswiderstände als in herkömmlichen bipolaren Zellen erhältlich sind.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1 bzw. einen durch dieses Verfahren herstellbaren Akkumu lator gemäß Anspruch 26 bzw. eine Trennwand für einen solchen Ak kumulator mit den Merkmalen des Anspruchs 29 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin begründet, daß gegenüber der Verwendung einer herkömmlichen z. B. positiven Elektrode, deren Oberfläche nach dem Füllen von über schüssiger aktiver Masse z. B. durch Abschaben und Abbürsten be freit wurde, mindestens eine Hauptoberfläche der gefüllten Faser strukturgerüstelektrode einer Oberflächenbearbeitung unterzogen wird. Dabei wird einerseits die Oberfläche der Faserstrukturgerü stelektrode im wesentlichen bleibend planimetriert und anderer seits der auf den Fasern haftende Überzug von aktiver Masse von den auf der Hauptoberfläche der Elektrode nach außen gekehrten Seiten der Fasern entfernt. Dadurch wird der elektrischen Über gangswiderstand bei der großflächigen Kontaktierung der Elektrode zur Trennwand verringert. Für die Verbesserung der Kontaktierung einer negativen Faserstrukturgerüstelektrode zur Trennwand ist dies sinngemäß anwendbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü chen.

Durch die erfindungsgemäße Behandlung, bspw. Schleifen, einer oder beider Hauptoberflächen einer Elektrode nimmt die Dicke der Elektrode vor der Behandlung zu der Dicke der Elektrode nach der Behandlung um etwa 0,04 mm ab. Das entspricht in etwa pro oberer oder unterer Hauptoberfläche einer Dickenabnahme von 20 µm. In Gebieten mit einer metallisch matt glänzenden Oberfläche sind die Fasern, z. B. vernickelte PP-Fasern, auf ihren nach außen gekehr ten Seiten frei von aktivem Material, z. B. einem Nickelhydroxi düberzug.

Durch ein flächiges mechanisches Abschleifen der Hauptoberfläche der Elektrode werden nur die erhabensten Zonen erfaßt, da die an deren Zonen auf einem tieferen Niveau liegen. Dadurch würden bei einer späteren Kontaktierung der Elektrode mit einer Trennwand diese auf einem tieferen Niveau liegenden Zonen mit einem noch existierenden isolierenden Überzug nur wenig zu einem kleinen ge samten elektrischen Übergangswiderstand beitragen können. Deshalb ist es vorteilhaft, bei der Bearbeitung der Hauptoberfläche das Abschleifen so auszuführen, daß auch die auf einem tieferen Ni veau liegenden Zonen mit einem noch existierenden isolierenden Überzug erfaßt werden. Dies wird z. B. dadurch erreicht, daß die Schleiffläche bzw. die Fläche des Schleifkörpers kleiner als die Fläche der zu bearbeitenden Fläche der Elektrode ist, wobei vor teilhafterweise die Schleiffläche bzw. der Schleifkörper sich flexibel seiner Unterlage anpaßt. Tiefergelegene Zonen können aber auch dadurch erreicht werden, daß während des Abschleifens das Gerüst gegen die Schleiffläche gepreßt wird. Dadurch erreicht man gleichzeitig eine Planimetrierung. Vorteilhafterweise wird das Gerüst so stark gegen die Schleiffläche gepreßt, bis alle Er hebungen elastisch oder plastisch soweit zusammengedrückt sind, bis sie auf dem tiefsten Niveau der zu bearbeitenden Oberfläche liegen. Durch eine solche Entfernung eines Überzuges, z. B. einer Schicht einer Nickelhydroxidpaste, die bei einer Kontaktierung mit einer Trennwand die Funktion eines Isolators erfüllt, wird die Kontaktierung sowohl einer positiven Elektrode als auch einer negativen Elektrode zu einer Trennwand verbessert.

Außer der Entfernung des Pastenüberzuges auf den Hauptoberflächen der Elektroden durch Abschleifen kann ein Überzug durch ein ent sprechendes Abdecken einer der beiden Hauptoberflächen der Ober fläche des Faserstrukturgerüstes während des Füllvorganges ver hindert werden. Andere Möglichkeiten der Verhinderung eines Über zuges auf den Fasern der Hauptoberflächen der Elektroden bestehen darin, daß die Elektroden nach dem mechanischen Füllvorgang und dem Abstreifen und Abbürsten der überschüssigen aktiven Masse zu sätzlich einem lokalen Reinigungsvorgang unterzogen werden, z. B. ein örtliches Abblasen mit Druckluft oder einer örtlichen Beauf schlagung mit einer Flüssigkeit ggf. unter Druck, vorzugsweise unter Hochdruck. Dieser Reinigungsvorgang wird vor dem Trocknungsprozeß zwischengeschaltet. Während der anschließenden Trocknung sollte darauf geachtet werden, daß nicht noch fließfä hige aktive Masse aus dem Inneren des Faserstrukturgerüstes auf die äußeren, gereinigten Fasern nachfließt. Der Überzug kann selbstverständlich auch durch mit Waschflüssigkeit beaufschlagte Wedel, Walzen u. dgl. wie z. B. Straußenfederwalzen, von der Hauptoberfläche der gefüllten Elektrode entfernt werden.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß zumindest die mit einer Hauptoberfläche einer Faserstrukturgerüstelektrode in Kontakt stehende Oberfläche mindestens einer Trennwand so strukturiert wird, daß sich Kon taktstellen für den Kontakt mit den freigelegten Fasern des Fa serstrukturelektrodengerüsts ergeben. Dies trägt zu einer besse ren Kontaktierung sowohl einer positiven Elektrode als auch einer negativen Elektrode zur Trennwand bei. So lassen sich noch klei nere elektrische Übergangswiderstände zwischen einer in der Ober fläche bearbeiteten Faserstrukturgerüstelektrode und einer Trenn wand erzielen.

Die Strukturierung einer oder beider Oberflächen der Trennwand, mindestens in dem Gebiet, in dem sie die Elektroden großflächig überdecken, kann durch Aufrauhen, Rändeln, Kreuzrändeln oder Kor deln erzielt werden, so daß die Oberfläche der Trennwand nicht durch den Herstellungsprozeß des Blechwalzens glatt und verdich tet ist, sondern unregelmäßige, oder am vorteilhaftesten pyrami denförmige Spitzen und ein ausgeprägtes Rauhigkeitsprofil auf weist. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens von Fasern des Trägermateriales, bspw. Nickelfasern, die von ih rem Überzug befreit sind, mit in die Oberfläche eindringenden Ma terialspitzen der Trennwand erhöht. Somit liegen eine Fülle von Kontaktstellen zwischen einer bearbeiteten Trennwand und sowohl bearbeiteten positiven Elektroden als auch bearbeiteten negativen Elektroden mit einem Faserstrukturelektrodengerüst vor.

Bei kleinen Materialabmessungen der Trennwand liegt die empfohle ne Zuordnung für die Werte für die Teilung in etwa bei 0,5 mm. Bei der Kreuzrändelung treffen sich die Linien der Teilungen in Längs- und in Querrichtung in einem Winkel von 90°, bei der Kor delung in einem Winkel von 60°. Effektiverweise wird die Trenn wand beidseitig auf ihren Hauptoberflächen im Gebiet der späteren Kontaktierung sowohl einerseits der positiven Faserstrukturgerü stelektrode als auch andererseits der negativen Elektrode, struk turiert.

Diese Maßnahmen können zu einer Verbesserung des elektrischen Übergangswiderstandes von um mindestens den Faktor 20 bei gerin gem Anpreßdruck von etwa 5 N/cm² und um mindestens den Faktor 50 bei einem hohen Anpreßdruck von etwa 40 N/cm² zwischen unbearbei teten positiven oder negativen Elektroden und unbehandelten, glatten Trennwänden im Vergleich zu elektrischen Übergangswider ständen zwischen Elektroden mit mindestens einer planimetrierten und von einem Überzug befreiten Hauptoberfläche sowie behandelten Hauptoberflächen der Trennwände führen. Durch die beschriebenen Maßnahmen zur Ausgestaltung einer entsprechenden Oberflächenbe schaffenheit der beiden Hauptflächen der dünnen metallischen Trennwand sowie der sie kontaktierenden Elektroden steigt die Stromausbeute. Die Schaffung von punktuellen, gut kontaktierten, immer wiederkehrenden Kontaktstellen vorzugsweise über die gesam te zu kontaktierende Fläche der Trennwand zur positiven Elektrode als auch der Trennwand zur negativen Elektrode, wirkt sich äu ßerst gut auf den Stromübergang in Zellen mit bipolarem Aufbau aus. Ganz entscheidend ist dabei, daß jetzt auch die Zonen, die bisher auf einem tieferen Niveau als die höchsten Erhebungen der zu kontaktierenden Hauptoberfläche der Faserstrukturelektrode la gen, jetzt durch eine Reduzierung der Unebenheitsdifferenzen der Oberfläche der Elektrode und ein teilweises Eindringen der Kon taktstellen in der strukturierten Oberfläche der Trennwand in die Hauptoberfläche der Elektrode erreicht werden und durch eine wei tere Erhöhung von gut ausgebildeten Kontaktstellen zusätzlich zu einem kleineren elektrischen Übergangswiderstand führen.

Wird beim Zusammenbau von Subzellen und Zellen bei der Positio nierung der Elektrode gegen die Trennwand diese unter zunehmendem Flächendruck gegen die Elektrode mit kleiner werdenden Ausschlä gen bis zum Stillstand getwistet und die so gefundene Konstella tion nicht mehr verändert, so ergeben sich noch geringere elek trische Übergangswiderstände zwischen Elektrode und Trennwand, als sich einstellen würden, wenn die Elektrode ohne die oben be schriebene Vorgehensweise mit der Trennwand kontaktiert würde. Durch eine solche im Ausschlag nachlassende Twistbewegung bei zu nehmendem Anpreßdruck zwischen Elektrode und Trennwand werden durch vorzugsweise scharfkantige, z. B. pyramidenförmige Erhebun gen auf der Trennwand, auch noch Fasern (z. B. Nickelhohlfasern mit einer PP-Seele) der Faserstrukturgerüstelektrode unterhalb der äußeren z. B. schon mechanisch abgeschliffenen Hauptoberflä che an den sich reibenden Kontaktstellen von ihrem Überzug be freit, so daß sich insgesamt die Zahl der punktuellen Kontakt stellen zwischen der Elektrode und der Trennwand erhöht.

Der Aufbau von Faserstrukturgerüstelektroden ist allgemein be kannt und der oben zitierten Literatur zu entnehmen. Als Träger material ist z. B. eine Vliesstoff- oder Nadelfilzbahn mit einer Bahndicke von 0,2 bis 2,0 mm, einer Porosität der unbearbeiteten Bahn von 50 bis 98% und einem Flächengewicht der unbearbeiteten Bahn von etwa 50 bis 800 g/m² geeignet. Die Fasern sind vorzugs weise aus Kunststoff, z. B. Polypropylen. Sie weisen vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,4 bis 7,3 dtex eine Länge von etwa 15 bis 80 mm auf. Die Kunststofffasern sind ferner vorteilhafter weise aktiviert, chemisch metallisiert und galvanisch mit einer Metallschicht verstärkt. Bevorzugt weist das Faserstrukturelek trodengerüst eine metallische Beschichtung aus Nickel mit einer Stärke von etwa 25 mg Nickel/cm² bis 300 mg Nickel/cm² auf.

Die aktive Masse wird in Form einer fließfähigen Paste aufgetra gen und kann z. B. aus Nickelhydroxid bestehen. Für die positive Elektrode empfehlen sich Aktivmassenpasten mit einem Gehalt von etwa 28 bis 55 Vol.-% an Nickelhydroxid, einem Fließgrenzenbe reich von etwa 20 bis 140 Pa, einer plastischen Viskosität von etwa 0,05 bis 1,5 Pa.s besitzen, wobei das Kornkollektiv an Fest stoffpartikeln in der Paste einen Korngrößenkennwert von etwa 4 bis 10 µm (D = 63,21%) hat, bei einem Grindometerwert von etwa 8 bis 25 µm und einem Durchgangswert von 25% bei ungefähr 0,2 µm.

Für die negative Elektrode kann eine Aktivmassenpaste verwendet werden, die einen Gehalt von etwa 15 bis 35 Vol.-% Kadmiumoxid, etwa 7 Vol.-% Kadmium und etwa 1 Vol.-% Nickelhydroxid, einen Fließgrenzenbereich von etwa 5 bis 250 Pa aufweist und eine pla stische Viskosität von etwa 0,05 bis 3,5 Pa.s besitzt.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Akkumulator zeichnet sich durch niedrige Übergangswiderstände zwischen den einzelnen Subzellen aus. Dabei kontaktiert vorzugsweise jede Trennwand großflächig sowohl eine positive Elektrode auf ihrer einen Hauptfläche als auch eine negative Elektrode auf ihrer an deren Hauptfläche, in jeweils einer Zone, die einerseits den Hauptabmessungen der positiven Elektrode und andererseits den Hauptabmessungen der negativen Elektrode entspricht. Die Faser strukturgerüstelektroden stehen dabei im Gebiet der großflächigen Kontaktierung zur Trennwand im Zellverband sowohl während des La dens als auch des Entladens unter einem Flächendruck.

Eine erfindungsgemäße Trennwand für einen solchen Akkumulator ist an ihrer Oberfläche zumindest teilweise so strukturiert, daß sich Kontaktstellen für den Kontakt mit den freigelegten Fasern des Faserstrukturelektrodengerüsts ergeben. Vorzugsweise ist ihre Oberfläche durch Aufrauhen, Rändeln, Kreuzrändeln oder Kordeln strukturiert. Dabei weist die strukturierte Oberfläche eine Tei lung auf, durch cie sich regelmäßigen Abstände für die Kontakt stellen ergeben. Die Zahl der Kontakte zu den freigelegten Fasern ist vorteilhafterweise zum linken und rechten Rand und im Bereich der Mitte der zu kontaktierenden Flächen der Trennwand erhöht.

Die Rauhigkeitstiefe der bearbeiteten Trennwand beträgt etwa 0,02 mm bis 0,2 mm, bevorzugt etwa 0,05 mm und/oder entspricht minde stens etwa der doppelten Höhe des Rauhigkeitsprofiles des Faser strukturelektrodengerüstes. Die Trennwand besteht vorzugsweise aus Nickel, insbesondere aus einem blanken, weichen kaltgewalztem Band aus Ni 99,2 mit einer Werkstoff-Nr. 2.4066 oder aus Ni 99,6 mit einer Werkstoff-Nr. 2.4060. Die Materialdicke beträgt 0,05 mm bis 0,2 mm, bevorzugt 0,1 mm.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Be zugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt den Verlauf des Übergangswiderstandes in mahm in Abhängigkeit der Anpreßkraft in N für eine bipolare Posi tive mit unbehandelter Oberfläche und eine bipolare Positive mit geschliffener Oberfläche zwischen jeweils unbehandelten, polier ten, gekordelten und aufgerauhten Trennwänden aus Ni-Blech. Dabei sind die folgenden Kombinationen von Trennwänden und positiven Elektroden verwirklicht:

- unbehandelte Positive und unbehandelte Trennwände (Messung 1);
- geschliffene Positive und unbehandelte Trennwände (Messung 2);
- unbehandelte Positive und polierte Trennwände (Messung 3);
- geschliffene Positive und polierte Trennwände (Messung 4);
- unbehandelte Positive und gekordelte Trennwände (Messung 5);
- geschliffene Positive und gekordelte Trennwände (Messung 6);
- unbehandelte Positive und aufgerauhte Trennwände (Messung 7);
- geschliffene Positive und aufgerauhte Trennwände (Messung 8).

Mit Nickelhydroxid pastierte Positive auf Basis eines Faserstruk turelektrodengerüstes aus vernickelten PP-Fasern wurden auf 86,5 mm Durchmesser ausgestanzt. Ein Kreisabschnitt (Höhe 5 mm) wurde abgetrennt. Die resultierende Positive wurde mit Schleifpapier, zuerst mit der Körnung 80, anschließend mit der Körnung 150, hin tereinander auf beiden Hauptoberflächen bei ständiger Absaugung des entstehenden hauptsächlichen Nickelhydroxidabriebes abge schliffen. Die Fläche dieser Positiven (obere oder untere Haupto berfläche) beträgt etwa 57,4 cm². Etwas mehr als drei Viertel der bearbeiteten Oberfläche wirkt metallisch matt glänzend. Man er kennt, daß in diesen Gebieten die vernickelten PP-Fasern auf ih ren nach außen gekehrten Seiten frei von einem Nickelhydroxi düberzug sind. Auf dem restlichen Gebiet der Oberfläche ist so wohl der grün aussehende Nickelhydroxidüberzug auf den Fasern als auch die eingefüllte, aktive Masse des Nickelhydroxides in den Öffnungen der vernickelten Fasern wahrnehmbar, da diese Zonen sich alle unter dem Niveau der bearbeiteten, geschliffenen Ober fläche befinden.

Fünf derart bearbeitete Elektroden wogen vor der Oberflächenbear beitung durchschnittlich 11,66 g und nach der Oberflächenbearbei tung durchschnittlich 11,18 g, so daß sich ein Massenverlust von durchschnittlich 0,48 g einstellte. Durch das Abschleifen der zwei Hauptoberflächen der Positiven nimmt die Dicke der Elektrode vor dem Schleifen zu der Dicke der Elektrode nach dem Schleifen um etwa 0,04 mm ab. Das entspricht in etwa pro oberer oder unte rer Hauptfläche einer Dickenabnahme von 20 µm. Dies ist leicht einsichtig, da bei der Herstellung der Elektrode diese mit einem Überzug eines polydispersen Gesamtsystems an Feststoffpartikeln in der wäßrigen Nickelhydroxidpaste, bestehend aus einer Vielzahl von Einzelkörnern unterschiedlicher Größe und Gestalt, Feinheit und Kornverteilung überzogen wird und die pastöse, in das Faser strukturelektrodengerüst eingerüttelte aktive Masse danach durch einen Trocknungsprozeß von dem flüssigen Anteil in der Dispersion befreit wird. Üblichen zum Einsatz kommenden Nickelhydroxidpasten zur Herstellung von Positiven ist z. B. beim Durchgang von 90% eine Korngröße von 20 µm zugeordnet.

Als Trennwand kommt z. B. ein 0,2 mm dickes Ni-Blech zum Einsatz. Die Nickelbleche wurden mit einem Durchmesser von 88,5 mm ausge schnitten, wobei bei der Herstellung des Zuschnittes an allen zu untersuchenden Nickelblechen eine Zunge von 10 mm Breite und 10 mm Länge am Rand des Nickelbleches für die spätere Kontaktierung mit einer Meßklemme (oder Prüfspitze) berücksichtigt wurde. Bei den Messungen lag die Zunge der einen Trennwand zu der Zunge der anderen Trennwand um 30° versetzt. Vor irgendwelchen Messungen wurden alle zum Einsatz kommenden in ihrer Oberflächenstruktur differierenden Nickelbleche gründlich entfettet.

Für die verschiedenen noch folgenden Ausführungsbeispiele wurden die Positiven und die Oberflächenbearbeitung der Trennwände vari iert. Bei einer ersten Ausführungsvarianten für die Trennwände wurden die Oberflächen von Ni-Blechen mit einer Polierpaste (Han delsname Venol) gründlich poliert. Bei einer zweiten Ausführungs varianten für die Trennwände wurden die Oberflächen von weiteren Ni-Blechen gekordelt. Nach DIN 82 entsprach die Eindringtiefe der halben Kordelteilung. Beim Kordeln von nur einer Seite des dünnen Nickelbleches verwölbt sich dieses. Durch ein gleichzeitiges Kor deln beider Hauptflächen der Trennwände konnten die Wölbungen egalisiert werden. Bei einer dritten Ausführungsvarianten für die Trennwände wurden die Oberflächen von weiteren Ni-Blechen mit ei ner schnellaufenden, rotierenden Stahlrundbürste (Peitschenef fekt) aufgerauht.

Um die Ausführungsbeispiele besser interpretieren zu können, wur den Messungen zum elektrischen Übergangswiderstand mit folgendem Versuchsaufbau durchgeführt: Isolator; Kupferplatte 1; Ni-Blech (Trennwand 1); Positive; Ni-Blech (Trennwand 2); Kupferplatte 2; Isolator. Als Isolator wurden plane, quadratische Abschnitte aus PVC mit einer Dicke von 5 mm und einer Kantenlänge von ca. 88 mm verwendet. Die beiden quadratischen Kupferplatten hatten eine Kantenlänge von 71 mm und somit eine Anpreßfläche von etwa 50,41 cm² und waren mit den Stromzuleitungen fest verbunden bzw. ver schraubt.

Die Variation der Anpreßkraft wurde mittels einer Prüfmaschine realisiert. Mit dieser Prüfmaschine der Fa. Zwick wurde die An preßkraft in einem Bereich von 250 N bis etwa 2000 N in Schritten zu 250 N; 500 N; 750 N; 1000 N; 1250 N; 1500 N; 1750 N und 1980 N variiert. Das entspricht einem Bereich der Anpreßdrücke auf die Elektroden und die Trennwände von etwa 0,51 kg/cm² bis 4,0 kg/cm².

Die Spannungsmessungen erfolgten zwischen:

A: Kupferplatte 1 und Trennwand 1;
B: Kupferplatte 1 und Trennwand 2;
C: Kupferplatte 1 und Kupferplatte 2;
D: Trennwand 1 und Trennwand 2.

Die Spannungen wurden bei allen Ausführungsbeispielen an immer wiederkehrenden festgelegten, markierten Stellen mit Spitzen ab gegriffen und in mV erfaßt. Bei den Messungen mit einer Positiven oder Negativen zwischen den Trennwänden wurde ein Strom von 5 A und bei den Messungen ohne eine Positive oder Negative zwischen den Trennwänden ein solcher von 50 A eingestellt. Somit ließen sich zu den Spannungswerten, die für die verschiedenen Ausfüh rungsbeispiele ermittelt wurden, die Übergangswiderstände berech nen. Der gesamte Widerstand der gewählten Anordnung setzt sich natürlich aus mehreren Teilwiderständen zusammen, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll, außer der Auflistung der Summe dieser Widerstände, die sich aus der Zusammensetzung fol gender Teilwiderstände zusammensetzt:

R-Übergangswiderstand der Prüfspitze 1 zur Kupferplatte 1;
R-Widerstand der Kupferplatte 1;
R-Übergangswiderstand der Kupferplatte 1 zur Trennwand 1;
R-Widerstand der Trennwand 1;
R-Übergangswiderstand der Trennwand 1 zur Elektrode;
R-Widerstand der Elektrode (z. B. Nickelfasergerüst);
R-Übergangswiderstand der Elektrode zur Trennwand 2;
R-Widerstand der Trennwand 2;
R-Übergangswiderstand der Trennwand 2 zur Kupferplatte 2;
R-Widerstand der Kupferplatte 2;
R-Übergangswiderstand der Prüfspitze 2 zur Kupferplatte 2.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wurde eine Positive mit zwei bearbeiteten, das heißt abgeschliffenen Hauptoberflächen zwischen zwei glatten Trennwänden positioniert. Bei diesem Beispiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangswider stand 1,8 mOhm. Bei dieser Elektrode verbesserte sich dieser Wert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 1,0 mOhm (das entspricht einem Faktor von 1,8 zwischen dem größten und klein sten Wert dieser Elektrode).

Bei einem Vergleichsbeispiel wurde eine Positive mit zwei unbear beiteten Hauptoberflächen zwischen zwei glatten Trennwänden posi tioniert. Bei diesem Beispiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangswiderstand 16,6 mOhm. Bei dieser Elektrode verringerte sich der Wert des elektrischen Übergangswi derstandes bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 6,0 mOhm (das entspricht einem Faktor von 2,8 zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode im untersuchten Druckbe reich). Das heißt, bei der Verwendung einer Elektrode mit ge schliffenen Hauptoberflächen gegenüber einer unbearbeiteten Posi tiven unterscheiden sich die Übergangswiderstände etwa um den Faktor 9,2 bei 250 N, 6,3 bei 1000 N und 6,0 bei 1980 N. Hierbei ist bei allen Meßwerten nicht der Nullwert der Bleche sowie des Gerüstes abgezogen.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wurde eine Positive mit zwei bearbeiteten, das heißt abgeschliffenen Hauptoberflächen zwischen zwei polierten Trennwänden positioniert. Bei diesem Bei spiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangswiderstand 2,22 mOhm. Bei dieser Elektrode verringerte sich dieser Wert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 0,98 mOhm (das entspricht einem Faktor von 2,3 zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode).

Bei einem Vergleichsbeispiel wurde eine Positive mit zwei unbear beiteten Hauptoberflächen zwischen zwei polierten Trennwänden po sitioniert. Bei diesem Beispiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangswiderstand 16,0 mOhm. Bei dieser Elektrode, die auch schon für die Messungen zwischen den unbehan delten Trennflächen eingesetzt worden war, verbesserte sich der Widerstandswert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 8,2 mOhm (das entspricht einem Faktor von 1,9 zwischen dem größ ten und kleinsten Wert dieser Elektrode im untersuchten Druckbe reich).

Der Übergangswiderstand einer weiteren nicht gepreßten unbehan delten Positiven zwischen zwei polierten Trennwänden beträgt bei einer Anpreßkraft von 250 N 25,4 mOhm. Bei dieser Elektrode ver ringerte sich der Widerstandswert bei einer Erhöhung der Anpreß kraft auf 1980 N auf nur 22,2 mOhm (das entspricht einem Faktor von 1,14 zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode im untersuchten Druckbereich). Das heißt, bei der Verwendung ei ner Elektrode mit geschliffenen Hauptoberflächen gegenüber einer unbearbeiteten Positiven, die schon in anderen Versuchsreihen ge preßt wurde, unterscheiden sich die Übergangswiderstände etwa um den Faktor 7,2 bei 250 N, 8,5 bei 1000 N und 8,4 bei 1980 N. Hierbei ist bei allen Meßwerten nicht der Nullwert der Bleche so wie des Gerüstes abgezogen. Bei der Verwendung einer Elektrode mit geschliffenen Hauptoberflächen gegenüber einer unbearbeiteten Positiven, die noch nicht in anderen Versuchsreihen eingesetzt und damit belastet und gepreßt wurde, ergibt sich für den elek trischen Übergangswiderstand ein größerer Faktor von 11,44 bei 250 N, 17,8 bei 1000 N und 22,6 bei 1980 N.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wurde eine Positive mit zwei bearbeiteten, das heißt abgeschliffenen Hauptoberflächen zwischen zwei gekordelten Trennwänden positioniert. Bei diesem Beispiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangswiderstand 1,00 mOhm. Bei dieser Elektrode verringerte sich der Widerstandswert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 0,28 mOhm (das entspricht einem Faktor von 3,6 zwi schen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode im unter suchten Druckbereich).

Bei einem Vergleichsbeispiel wurde eine Positive, die schon für die Messungen zwischen den unbehandelten Trennflächen eingesetzt worden war, mit zwei unbearbeiteten Hauptoberflächen zwischen zwei gekordelten Trennwänden positioniert. Bei diesem Beispiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangs widerstand 14,5 mOhm. Bei dieser Elektrode verbesserte sich der Widerstandswert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 3,9 mOhm (das entspricht einem Faktor von 3,7 zwischen dem größ ten und kleinsten Wert dieser Elektrode im untersuchten Druckbe reich).

Der elektrische Übergangswiderstand bei einer behandelten Positi ven (geschliffene Hauptoberflächen) zwischen zwei Trennwänden mit gekordelter Oberfläche betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N 15,7 mOhm. Bei dieser Elektrode verbesserte sich dieser Wert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 4,0 mOhm (das ent spricht einem Faktor von 3,9 zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode). Das heißt, bei der Verwendung einer Elek trode mit geschliffenen Hauptoberflächen gegenüber einer unbear beiteten Positiven, die schon in anderen Versuchsreihen gepreßt wurde, unterscheiden sich die Übergangswiderstände etwa um den Faktor 14,5 bei 250 N, 13,9 bei 1000 N und 13,8 bei 1980 N. Hier bei ist bei allen Meßwerten nicht der Nullwert der Bleche sowie des Gerüstes abgezogen.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel wurde eine Positive mit zwei bearbeiteten, das heißt abgeschliffenen Hauptoberflächen zwischen zwei aufgerauhten Trennwänden positioniert. Bei diesem Beispiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangswiderstand 1,06 mOhm. Bei dieser Elektrode verbesserte sich dieser Wert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 0,22 mOhm (das entspricht einem Faktor von 4,8 zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode).

Bei einem Vergleichsbeispiel wurde eine Positive, die schon für die Messungen zwischen den unbehandelten Trennflächen eingesetzt worden war, mit zwei unbearbeiteten Hauptoberflächen zwischen zwei aufgerauhten Trennwänden positioniert. Bei diesem Beispiel betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N der elektrische Übergangs widerstand 11,94 mOhm. Bei dieser Elektrode, gemessen zwischen Trennwänden mit aufgerauhten Oberflächen, verringerte sich der elektrische Übergangswiderstand bei einer Erhöhung der Anpreß kraft auf 1980 N auf 3,14 mOhm (das entspricht einem Faktor von 3,8 zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode im untersuchten Druckbereich).

Der elektrische Übergangswiderstand einer weiteren noch nicht da vor gepreßten unbehandelten Positiven zwischen zwei Trennwänden mit aufgerauhten Oberflächen betrug bei einer Anpreßkraft von 250 N 7,86 mOhm. Bei dieser Elektrode verbesserte sich der Wider standswert bei einer Erhöhung der Anpreßkraft auf 1980 N auf 2,46 mOhm (das entspricht einem Faktor von 3,2 zwischen dem größten und kleinsten Wert dieser Elektrode im untersuchten Druckbe reich). Aber insgesamt weist diese zum erstenmal eingesetzte po sitive Elektrode mit unbehandelter Oberfläche nur geringfügig niedrigere Werte auf, als die schon bei anderen Versuchen einge setzte positive Elektrode mit unbehandelter Oberfläche zwischen aufgerauhten Trennflächen aufweist. Eine Ursache hierfür könnte sein, daß der Überzug der Paste nach dem Füllen und Trocknen der Elektrode nicht immer die gleiche Intensität bei allen herge stellten Elektroden aufweist, da zum Teil schon die zu füllenden Faserstrukturgerüste vor dem Füllen in ihren Oberflächenbeschaf fenheiten differieren. Bei der Elektrode mit geschliffenen Hauptoberflächen gegenüber einer unbearbeiteten Positiven, die schon in anderen Versuchsreihen eingesetzt und belastet sowie ge preßt wurde, liegt in etwa der Faktor 11,3 bei 250 N, 12,8 bei 1000 N und 14,3 bei 1980 N. Hierbei ist bei allen Meßwerten nicht der Nullwert der Bleche sowie des Gerüstes abgezogen.

Weitere Werte für die elektrischen Übergangswiderstände von so wohl positiven Elektroden mit erfindungsgemäß bearbeiteten Hauptoberflächen als auch positiven Elektroden mit unbehandelten Hauptoberflächen zwischen unbehandelten, polierten, gekordelten und aufgerauhten Trennwänden sind in Fig. 1 dargestellt. Daraus geht hervor, daß der elektrische Übergangswiderstand bei Zugrun delegung der schlechtesten unbehandelten Positiven zwischen unbe handelten, glatten Trennwänden im Vergleich zu einer bearbeiteten Positiven zwischen behandelten, d. h. aufgerauhten oder gekordel ten Hauptoberflächen der Trennwände etwa um den Faktor 40 bei ge ringer Anpreßkraft von 250 N und um etwa den Faktor 100 bei einer Anpreßkraft von 1980 N differiert. Bei dieser Aussage ist natür lich durch die gewählte Meßanordnung der Übergang einerseits von der Trennwand zur Elektrode und der Übergang von der Elektrode zur Trennwand erfaßt. Die gleichen Faktoren ergeben sich aber auch für den Übergang nur von der Elektrode auf die Trennwand.

Die Bearbeitung der Hauptoberflächen von Faserstrukturgerüstelek troden, die großflächig eine Trennwand kontaktieren, ist zur Er zielung eines geringen elektrischen Übergangswiderstandes von si gnifikanter Bedeutung, wobei zwischen einem Verfahren des Aufrau hens mit einer Rundstahlbürste oder einem Verfahren der Kordelung der Hauptoberflächen der Trennwand kein wesentlicher Unterschied im niederen Druckbereich besteht, wogegen bei hohen Anpreßkräften sich die kleinsten elektrischen Übergangswiderstände bei aufge rauhten Trennflächen gepreßt gegen Positive mit behandelter, ge schliffener Oberfläche einstellten. Die vorgenannten Ausführungs beispiele gelten sinngemäß auch für die Kontaktierung der Negati ven und schränken in keiner Weise den Erfindungsgegenstand ein.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Akkumulatoren in Pile- oder Stapelbauweise, bei dem die Akkumulatoren aus durch Trennwän de voneinander getrennte Subzellen bestehen, welche minde stens eine von einem Separator getrennte positive oder nega tive Faserstrukturgerüstelektrode enthalten, wobei die Faser strukturgerustelektroden ein mit einer aktiven Masse gefüll tes Faserstrukturelektrodengerüst aufweisen, wobei jede Trennwand eine Hauptoberfläche der zugeordneten positiven bzw. negativen Elektrode großflächig kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines kleinen elektrischen Übergangswi derstandes zwischen der positiven bzw. negativen Elektrode und der Trennwand vor dem Einbau bzw. der Stapelbildung

1. mindestens eine Hauptoberfläche einer Faserstrukturgerüste lektrode einer Oberflächenbearbeitung unterzogen wird, bei der die Hauptoberfläche im wesentlichen bleibend planime triert wird,
2. zumindest diejenigen Seiten der Fasern des Faserstrukture lektrodengerüstes, die auf der Hauptoberfläche der Faser strukturgerüstelektrode nach außen gekehrt sind, von dem auf ihnen haftenden Überzug aus getrockneter aktiver Masse befreit werden,
so daß beim Betrieb der Zelle, wenn die Faserstrukturgerüste lektroden auf zumindest einen Teil der Hauptflächen der zuge ordneten Trennwände gepreßt werden, die Kontaktierung zwi schen Elektroden und Trennwand verbessert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Oberflächenbearbeitung die aktive Masse um etwa 15 µm bis 50 µm, vorzugsweise um etwa 20 µm pro Hauptoberflä che abgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptoberfläche durch Abschleifen mittels mindestens eines Schleifkörpers, der mindestens eine Schleiffläche auf weist, bearbeitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschleifen auch die Fasern in Zonen, die auf einem tieferen Niveau des Faserstrukturgerüsts liegen, erfaßt wer den.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst der Faserstrukturgerüstelektrode während des Abschleifens an die Schleiffläche gepreßt und somit gleich zeitig planimetriert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst der Faserstrukturgerüstelektrode so stark ge gen die Schleiffläche gepreßt wird, bis alle Erhebungen ela stisch oder plastisch so weit zusammengedrückt sind, daß sie auf dem tiefsten Niveau der zu bearbeitenden Oberfläche lie gen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiffläche kleiner als die zu bearbeitende Fläche der Faserstrukturgerüstelektrode gewählt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schleifkörper mit einer sich flexibel seiner Unterla ge anpassender Schleiffläche verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim mechanischen Füllen des Faserstrukturelektrodengerü stes mit aktiver Masse mindestens eine Fläche des Faserstruk turelektrodengerüstes wenigstens in dem Bereich, in dem es später die Trennwand nach den Zusammenbau kontaktiert, abge deckt wird, so daß auf die Fasern von außen keine aktive Mas se gelangen kann.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung erst nach der Trocknung der aktiven Masse entfernt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fasern anhaftende aktive Masse dadurch entfernt wird, daß nach dem mechanischen Füllen des Faserstrukturelek trodengerüsts mit aktiver Masse und Entfernen der oberfläch lich anhaftenden überschüssigen aktiven Masse die Faserstruk turgerüstelektrode vor dem Trocknen der aktiven Masse einem zusätzlichen zumindest lokalen Reinigungsvorgang unterzogen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstrukturgerüstelektrode zumindest lokal ggf. un ter Druck mit einer Flüssigkeit beaufschlagt und gewaschen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstrukturgerüstelektrode zumindest lokal mittels mit Waschflüssigkeit beaufschlagter Wedel, Walzen o. dgl., vorzugsweise Straußenfederwalzen, gereinigt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstrukturgerüstelektrode zumindest teilweise mit Druckluft beaufschlagt wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die mit einer Hauptoberfläche einer Faserstruk turgerüstelektrode in Kontakt stehende Oberfläche mindestens einer Trennwand so strukturiert wird, daß sich Kontaktstellen für den Kontakt mit den freigelegten Fasern des Faserstruktu relektrodengerüsts ergeben.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Trennwand zumindest im Kontaktbereich zwischen Trennwand und Elektrode durch Aufrauhen, Rändeln, Kreuzrändeln oder Kordeln strukturiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Oberflächenbearbeitung eine Teilung erzeugt wird, durch die sich regelmäßigen Abstände für die Kontakt stellen auf der Oberfläche der Trennwand ergeben.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Trennwände so strukturiert werden, daß die Zahl der Kontakte zu den freigelegten Fasern zum lin ken und rechen Rand und im Bereich der Mitte der zu kontak tierenden Flächen der Trennwand erhöht wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zusammenbau der Subzellen bzw. Zellen die Elektroden gegen die Trennwände positioniert werden, indem eine Trenn wand unter zunehmendem Flächendruck gegen die entsprechende Elektrode mit kleiner werdenden Ausschlägen bis zum Still stand getwistet und die so gefundene Konstellation nicht mehr verändert wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei zunehmendem Anpreßdruck zwischen Elektrode und Trenn wand durch vorzugsweise scharfkantige Erhebungen auf der Trennwand, die Fasern der Faserstrukturgerüstelektrode unter halb der äußeren behandelten Hauptoberfläche an den sich rei benden Kontaktstellen zusätzlich von ihrem Überzug aus ge trockneter aktiver Masse befreit werden.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserstrukturelektrodengerüst eine Vliesstoff- oder Nadelfilzbahn verwendet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faserstrukturelektrodengerüst aus Kunststofffasern verwendet wird, das eine Metallbeschichtung, insbesondere ei ne Nickelbeschichtung aufweist, vorzugsweise Nickelhohlfasern mit PP-Seele.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserstrukturelektrodengerüst eine Vliesstoff- oder Nadelfilzbahn aus Kunststofffasern eingesetzt wird,

1. mit einer Bahndicke von 0,2 bis 2,0 mm,
2. mit einer Porosität der unbearbeiteten Bahn von 50 bis 98%,
3. mit einem Flächengewicht der unbearbeiteten Bahn von 50 bis 800 g/m²,
4. wobei die Kunststofffasern der Bahn einen Durchmesser von 0,4 bis 7,3 dtex besitzen,
5. mit einer Länge der Kunststofffasern von 15 bis 80 mm,
6. wobei die Kunststofffasern aktiviert, chemisch metallisiert und galvanisch mit einer Metallschicht verstärkt worden sind,
7. und wobei das Faserstrukturelektrodengerüst eine Nickelbe schichtung von 25 bis 300 mg Nickel/cm² aufweist.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die positive Elektrode eine aktive Masse in Form ei ner Paste verwendet wird,

1. die einen Gehalt von 28 bis 55 Vol.-% an Nickelhydroxid be sitzt,
2. die einen Fließgrenzenbereich von 20 bis 140 Pa aufweist,
3. die eine plastische Viskosität von 0,05 bis 1,5 Pa.s be sitzt,
4. wobei das Kornkollektiv an Feststoffpartikeln in der Paste einen Korngrößenkennwert von 4 bis 10 µm (D = 63,21%) hat,
5. bei einem Grindometerwert von 8 bis 25 µm,
6. und bei einem Durchgangswert von 25% bei etwa 0,2 µm.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die negative Elektrode eine aktive Masse in Form ei ner Paste verwendet wird,

1. die einen Gehalt von 15 bis 35 Vol.-% an Cadmiumoxid be sitzt,
2. die zusätzlich einen Gehalt von 7 Vol.-% an Cadmium und 1 Vol.-% an Nickelhydroxid besitzt,
3. die einen Fließgrenzenbereich von 5 bis 250 Pa aufweist,
4. und die eine plastische Viskosität von 0,05 bis 3,5 Pa.s besitzt.

26. Akkumulator in Pile- oder Stapelbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß er nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25 herstellbar ist.

27. Akkumulator nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trennwand sowohl eine positive Elektrode auf ihrer einen Hauptfläche als auch eine negative Elektrode auf ihrer anderen Hauptfläche, in jeweils einer Zone, die einerseits den Hauptabmessungen der positiven Elektrode und andererseits den Hauptabmessungen der negativen Elektrode entspricht, großflächig kontaktiert.

28. Akkumulator nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstrukturgerüstelektroden im Gebiet der großflä chigen Kontaktierung zur Trennwand im Zellverband sowohl wäh rend des Ladens als auch des Entladens unter einem Flächen druck stehen.

29. Trennwand für einen Akkumulator nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Oberfläche zumindest teilweise so strukturiert ist, daß sich Kontaktstellen für den Kontakt mit den freigelegten Fasern des Faserstrukturelektrodengerüsts ergeben.

30. Trennwand nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Oberfläche durch Aufrauhen, Rändeln, Kreuzrändeln oder Kordeln strukturiert ist.

31. Trennwand nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierte Oberfläche eine Teilung aufweist, durch die sich regelmäßige Abstände für die Kontaktstellen erge ben.

32. Trennwand nach einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Oberfläche so strukturiert ist, daß die Zahl der Kontakte zu den freigelegten Fasern zum linken und rechten Rand und im Bereich der Mitte der zu kontaktierenden Flächen der Trennwand erhöht ist.

33. Trennwand nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeitstiefe der bearbeiteten Trennwand etwa 0,02 mm bis 0,2 mm, bevorzugt etwa 0,05 mm beträgt und/oder minde stens etwa der doppelten Höhe des Rauhigkeitsprofiles des Fa serstrukturelektrodengerüstes entspricht.

34. Trennwand nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Nickel, insbesondere aus einem blanken, weichen kaltgewalztem Band aus Ni 99,2 mit einer Werkstoff-Nr. 2.4066 oder aus Ni 99,6 mit einer Werkstoff-Nr. 2.4060 hergestellt ist.

35. Trennwand nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Materialdicke von 0,05 mm bis 0,2 mm, bevorzugt von 0,1 mm aufweist.