DE2003131B2 - Roehrchenumhuellung fuer roehrchenelektroden elektrischer sammler aus einem gewebe oder geflecht aus glasfasern und thermoplastischen kunststoffasern - Google Patents

Description

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fäden des Hüllengeflechts zu binden, nur die sogenannten Stengel aus thermoplastischem Material braucht, die bei Erwärmung erweichen. Da diese Stengel aber gleichzeitig schrumpfen und die ganze Hülle zusammenziehen, kann die Hülle dadurch unbrauchbar werden.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird diesem Tatbestand dadurch vorgebeugt, daß die thermoplastischen Fäden der Stengel mit Glasfäden, die sich nicht zusammenziehen, kombiniert sind. Um den Kunststoff der Mischfädenstengel in ihrer Festigkeit nicht zu überlasten, wird dieser Teil gezwirnt, während der Glasfaserteil verhältnismäßig ungezwirnt bleibt. Wenn sich nun der Kunststoffteil unter Wärmeeinwirkung zusammenzieht, ändert sich die Länge des Gesamtfadens nicht, sondern lediglich die Steigung der Zwirnung der thermoplastischen Fäden.

Durch die Wärmebehandlung läßt man das thermoplastische Material genauso.iel erweichen wie erforderlich ist, damit es die sich kreuzenden Fäden aus Glasfasern binden kann. Bei Verwendung von Polypropylen hat sich eine Erhitzung bis zu 190° C a's zweckmäßig erwiesen. Eine für ihren Zweck geeignete Umhüllung besteht aus Glasfasermultifilamentgarn durchgehender Art im Gewebe bzw. Geflecht, wobei ein Teil der in Axialrichtung der Umhüllung verlaufenden Fäden (Stengel bei geflochtenen und Kettenfäden bei gewebten Umhüllungen) aus nicht oder nur unbedeutend gezwirnten Glasfasern besteht und einem dazu parallel angeordneten, relativ kräftig gezwirnten, aus sogenannten Stapelfasern bestehenden Polypropylenfaden. Derartiges Multifilamentgarn hat ein sehr »flauschiges« Aussehen, welches zu der augenscheinlich guten Stabilität bei dem noch nicht wärmebehandelten Geflecht oder Gewebe beizutragen scheint. Nach der Wärmebehandlung weist die

Umhüllung außerordentlich gute Steife, Formbeständigkeit und Durchlässigkeit auf.

Nach einer anderen Ausführungsforw der Erfindung ist das Glasgarn in den Stengelfäden unge-

zwirnt, besteht also jeweils aus einem Streng parallel verlaufender Fäden zusammen mit einem schwach gezwirnten thermoplastischen Faden. Der thermoplastische Faden ist dem Glasfaden gegenüber gezwirnt, da er sich unter Wärmeeinfluß verkürzt.

ίο Um den Umhüllungen bei der Verarbeitung zu Elektroden eine noch größere Steifheit und Unempfindlichkeit gegen mechanische Beanspruchung zu verleihen, kann man, nach an und für sich bekannter Weise, dieselben appretieren. Als Appretiermittel ist z.B. Polyvinylalkohol geeignet, da dieses Material sich im Elektrolyten auslöst und also nicht die Porosität der Umhüllung im Betrieb verringert. Andere Appretiermittel sind beispielsweise Stärke, Dextrin und ähnliche im Elektrolyten lösliche Stoffe.

ao Batterien, die mit Elektroden gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet sind, haben einen vergleichsweise niedrigen inneren Widerstand. Die Umhüllung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung, in der eine geflochtene Umhüllung als

as Beispiel für die Ausführung und nur zu Illustrationszwecken gezeigt ist, besxhrieben.

F i g. 1 zeigt einen Längsabschnitt einer rundgeflochtenen Umhüllung. Mit 1 sind die Glasfaserfäden des eigentlichen Geflechts bezeichnet, die mit 2 be-

zeichneten Fäden sind sogenannte Stengel oder Kettenfäden und bestehen aus den vorerwähnten Mischfäden.

F i g. 2 zeigt denselben Abschnitt der Umhüllung in aufgeschnittenem und ausgebreitetem Zustand. Die

Hinweisziffern in beiden Abbildungen der Zeichnung bezeichnen die gleichen Einzelheiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Röhrchenumhüllung für Röhrchenelektroden elektrischer Sammler aus einem Gewebe oder Geflecht aus Glasfasern und thermoplastischen Kunststoffasem, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem Gewebe oder Geflecht aus Glasfaserfäden (1) besteht mit in Axialrichtung der Umhüllung verlaufenden Mischfäden (2), aus Glasfasern und thermoplastischen Fasern, z. B. Polypropylenfasem, wobei der Glasfaseranteil der Mischfäden nicht oder nur unbedeutend gezwirnt und der Anteil der thermoplastischen Fasern vergleichsweise kräftig gezwirnt ist.

   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röhrchen-Umhiillung für Röhrchenelektroden elektrischer Sammler aus einem Gewebe oder Geflecht aus Glasfasern und thermoplastischen Kunststoffasern. Die Röhrchenelektroden bestehen aus einer Anzahl nebeneinander uiiJ im Abstand voneinander angeordneter Kerne, welche elektrisch leitend miteinander Verbunden sind. Die Metallkeme sind umgeben von iind stehen in Kontakt mit dem Ogenannten aktiven Material, welches seinerseits von Röhrchenumhüllungen umgeben ist, die einmal rund um jeden Stab gehen, der aus Metallkernen und aktivem Material besteht. Die Stabhüllen sind elektrisch isolierend. Das Material in den Hüllen ist beständig gegenüber dem Elektrolyt und gegenüber den Angriffen, denen es in der Akkumulatorzelle während des Betriebs ausgesetzt ist, besonders gegenüber Oxydation infolge riaszierendem Sauerstoff. Die Hüllen müssen für den Elektrolyten leicht permeabel sein, sowenig wie möglich elektrischen Widerstand leisten und verhindern, daß das aktive Material den Kontakt zwischen den Partikeln der aktiven Masse und dem leitenden Kern verliert.

   Von den aus geschlitztem Hartgummi bestehenden Hüllen ist man später zu Hüllen aus Gewebe oder Geflechten aus imprägnierten Fäden unterschiedlicher Art oder aus thermoplastischer Kunststoffolie übergegangen. Das Ersetzen der Hartgummiröhren durch gewebtes Material bedeutete einen großen Fortschritt, sowohl hinsichtlich der Haltbarkeit als auch der Kapazität und der Effektivität. So sind beispielsweise Hüllen, die aus einem Glasfasergewebe mit einer in diesem Zusammenhang beständigen Im- as prägnierung aus Kunststoff, z. B. Phenolharz, bestanden, bekanntgeworden und mit einem gewissen Erfolg verwendet worden. Es ist auch vorgeschlagen worden, die Hüllen aus geflochtenen oder gewebten Fäden aus Kunststoffasern herstellen zu lassen, bei* spielsweise aus »Terylene«, welches der Handelsname für ein Polyester aus ÄthylenglykoJ und Terephthalsäure ist. Als besonders brauchbar zur Herstellung gewebter oder geflochtener Hüllen hat sich Glas in geeigneter Qualität erwiesen. Glas dehnt sich nicht oder nur ganz unbedeutend aus, was zur Folge hat, daß das aktive Material, welches während der Entiadune eine Tendenz zum Schwellen zeigt, in gutem Kontakt mit den leitenden Kernen gehalten wird. Auf Grund der glatten Oberfläche der Glasfasern hat es sich indessen als schwierig erwiesen, mechanische Bindung im Gewebe oder im Geflecht der Hülle zu erhalten. Bei den Hüllen darf es nicht vorkommen, daß die Glasfasern relativ gegeneinander verrutschen und dadurch eine unregelmäßige Gewebestruktur entsteht, was zur Folge hat, daß der Abstand zwischen den Fäden an einigen Stellen so groß werden kann, daß das aktive Material hindurchdringen kann und somit aus der Elektrode verlorengeht. U'a die Entstehung zu großer öffnungen im Hüllengewebe oder -geflecht bei Verwendung von Glasfasergarn zu verhindern, ist vorgeschlagen worden, daß ein Teil der in Axialrichtung der Hülle sich erstreckenden Fäden aus Monofilamentfäden aus thermoplastischem Material, z. B. Polyäthen oder Polypropylen, besteht. Bei einer Wärmebehandlung werden diese sogenannten Stengelfäden dann durch Schmelzen mit den übrigen, normalerweise vielfasrigen Gewebefäden zusammengebunden.

   Es sind auch geflochtene oder gewirkte, aus thermoplastischen Monofilamentfäden bestehende Hüllen vorgeschlagen * orden, welche Fäden bei einer Wärmebehandlung zusammengeschweißt werden und die dadurch die erforderliche Steife erhalten, die bei der späteren Anbringung auf dem Elektrodenskelett vorhanden sein muß.

   Allen hier aufgezählten Typen von Elektrodenhüllen haften mehr oder weniger hervorstechende Nachteile an, welche zur Folge gehabt haben, daß man sich von einem Teil der genannten Konstruktionen seit längerer oder kürzerer Zeit abgewandt hat. Es hat sich herausgestellt, daß moderne, für den Zweck hergestellte Glassorten den Kunststoffen vorzuziehen sind. Das Glas ist auch bedeuwnd billiger als entsprechende Fäden aus anderem in diesem Zusammenhang verwendeten Material. Wie früher bereits erwähnt, müssen jedoch die Glasfasern im Hüllengewebe fixiert, d. h. aneinandergeschlossen werden, damit sie sich nicht relativ zueinander verschieben. Bei Verwendung eingewebter oder eingeflochtener Monofilamentfäden von in Wärme erweichendem Kunststoffmaterial zeigt sich indessen, daß das Kunststoffmaterial eingeht (sich zusammenzieht) und somit die Länge der Hülle während der Wärmebehandlung sich verringert. Nun kann man natürlich die Hüllen während der Wärmebehandlung einspannen, so daß diese sich nicht verkürzen können. Bei einem solchen Vorgehen reißen die thermoplastischen Fäden jedoch und finden sich nur streckenweise wieder, ohne daß dadurch die Hüllen in dem gewünschten Ausmaß versteift werden.

   Die Erfindung betrifft eine Röhrchenumhüllung für Röhrchenelektroden elektrischer Sammler aus einem Gewebe oder Geflecht aus Glasfasern und thermoplastischen Kunststoffasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem Gewebe oder Geflecht aus Glasfaserfäden besteht mit in Axialrichtung der Umhüllung verlaufenden Mischfäden, aus Glasfasern und thermoplastischen Fasern, z. B. PoIypropylenfasern, wobei der Glasfaseranteil der Mischfäden nicht oder nur unbedeutend gezwirnt und der Anteil der thermoplastischen Fasern vergleichsweise kräftig gezwirnt ist.

   Der Vorteil der bisher bekanntgewordenen Umhüllungen aus Glasfasern und thermoplastischen Kunststoffasern besteht darin, daß man, um die Glasfaser-