DE2050097A1 - Battery grids - Google Patents

Battery grids

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DE2050097A1
DE2050097A1 DE19702050097 DE2050097A DE2050097A1 DE 2050097 A1 DE2050097 A1 DE 2050097A1 DE 19702050097 DE19702050097 DE 19702050097 DE 2050097 A DE2050097 A DE 2050097A DE 2050097 A1 DE2050097 A1 DE 2050097A1
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Frank Raymond Sutton Coldfield Warwickshire Farley Ronald James Michael Birmingham. Holloway (Groß bntannien)
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ZF International UK Ltd
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Joseph Lucas Ltd
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    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/82—Multi-step processes for manufacturing carriers for lead-acid accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Joseph Lucas (Industries) Ltd. 12. Oktober I970 Great King StreetJoseph Lucas (Industries) Ltd. October 12, 1970 Great King Street

Birmingham / England 2050097 Birmingham / England 2050097

BatterieplattengitterBattery plate grid

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Batterieplattengittern aus Kunstharz und ein Batterieplattengitter. The invention relates to a method of manufacture of resin battery plate grids and a battery plate grid.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht eines leitfähigen Materials auf eine Form aufgebracht wird, in der Form eine Batterieplattenfahne aus leitendem Material angeordnet wird, die einen Ansatz aufweist, daß die Form hierauf mit Teilchen eines Kunsthapzes gefüllt wird, die dann erhitzt werden und daß schließlich das Batterieplattengitter aus der Form entfernt wird. Hierdurch wird ein nicht poröses Gitter ausgebildet, das eine mit der unteren Fläche des Gitters festverhaftete leitfähige Schicht besitzt, die ununterbrochen und gleichmäßig das Gittergrundmaterial bedeckt. Der Ansatz der Batterieplattenfahne ist so geforni daß er von dem ausgehärteten Kunstharz eingeschlossen ist und derart mit dem Gitter eine Einheit bildet.The method according to the invention is characterized in that a layer of conductive material is applied to a mold is applied, in the form of a battery plate flag made of conductive material is arranged, which has a neck comprises that the mold is then filled with particles of a synthetic resin, which are then heated and that finally the battery plate grid is removed from the mold. As a result, a non-porous grid is formed, the one conductive ones firmly adhered to the lower surface of the grid Has a layer that continuously and evenly covers the grid base material. The approach of the battery plate flag is so geforni that it is enclosed by the cured resin and so with the grid one Unity forms.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine wässrige Dispersion feinverteilten Graphits, das eine Teilchengröße im Bereich von 2 bis 20 Mikron aufweist, durch eine Abdeckung auf eine Graphitform aufgesprüht, die einen Eindruck eines Batterieplattengitters in Negativform aufweist. Die Form ist auf zwischen 8o°C und 15O°C Temperatur erwärmt und die Abdeckung bildet die äußere Form des herzustellenden Batterieplattengitters aus. Das Wasser ver-In one embodiment of the invention, an aqueous dispersion of finely divided graphite having a particle size in the range of 2 to 20 microns, sprayed through a cover onto a graphite mold, the one Has the impression of a battery plate grid in negative form. The mold is at between 80 ° C and 150 ° C temperature heated and the cover forms the outer shape of the battery plate grid to be produced. The water

Λ/st. 109817/UB4Λ / st. 109817 / UB4

— 2 —- 2 -

dampft sehr schnell aus der abgelagerten Sprühschicht und es verbleibt ein kontinuierlicher Film aus Graphit auf der oberen Fläche der Form. Die Abdeckung wird entfernt und ein Bleiteil, das eine Batterieplattenfahne mit einem einstückig ausgebildeten Ansatz bilden soll, wird nun in die Form eingesetzt und die restlichen Teile der Form dann mit Polyvinylchloridteilchen gefüllt. Der Ansatz stellt einen Teil des Batterieplattengitters dar, besitzt jedoch einen verringerten Querschnitt. Die verwendeten PVC-Teilchen werden von I.C.I, unter dem Handelsnamen Corvic Ηβ5/3>6 Β vertrieben und sind in Form von gebrochenen, hoMqphärisehen Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 30 Mikron erhältlich. evaporates very quickly from the deposited spray layer and a continuous film of graphite remains on the upper surface of the shape. The cover is removed and a lead piece, which has a battery plate tab with a one-piece formed approach is now used in the mold and then with the remaining parts of the mold Polyvinyl chloride particles filled. The approach is part of the battery plate grid, but has one reduced cross-section. The PVC particles used are by I.C.I, sold under the trade name Corvic Ηβ5 / 3> 6 Β and are in the form of broken, homogeneous particles available with an average particle size of 30 microns.

Ein flacher Stab wird nun über die Oberfläche der gefüllten Form gezogen, um jeden Überschuß an FVC aus der Form zu entfernen und das PVC gleichmäßig in alle Teile der Form zu verteilen, einschließlich der Teile der Form, die durch das Bleiteil belegt sind. Die Form wird sodann horizontal in einen heißenofen eingesetzt, dessen Temperatur vorzugsweise 240°C beträgt. In dem Ofen sintert das PVC gleichzeitig mit der Aushärtung und es entsteht ein festes, aber flexibles FVC-Batterieplattengitter, das eingebettet das Bleiteil enthält, welches die Batterieplattenfahne darstellt. Die Temperatur des Ofens liegt beträchtlich oberhalb der Temperatur, bei welcher FVC-Teilchen sintern und es ist wichtig, daß die Form so lange in dem Ofen verbleibt, bis das PVC voll ausgehärtet ist, da ansonsten der Graphitfilm nicht in Form einer ununterbrochenen leitfähigen Schicht auf dem Batterieplattengitter haftet sondern nur als flecken- oder inselförmige Ablagerung mit geringen Haft- und Leitfähigkeitseigenschaften.A flat rod is now drawn over the surface of the filled mold to remove any excess FVC from the mold and distribute the PVC evenly across all parts of the mold, including those parts of the mold that are passed through the Lead part are occupied. The mold is then placed horizontally in a hot oven, the temperature of which is preferred 240 ° C. In the furnace, the PVC sinters at the same time as it cures, creating a solid but flexible one FVC battery plate grid that contains the lead part embedded, which represents the battery plate flag. The temperature of the furnace is considerably higher than the temperature at which FVC particles sinter and it is important that the mold remain in the oven until the PVC has fully cured otherwise the graphite film will not be in the form of an uninterrupted conductive layer on the battery plate grid but only adheres as a patch or island-like deposit with poor adhesive and conductivity properties.

Nach einer Abkühlung auf unter 7O0C Temperatur wird das Gitter aus der Form entfernt, wobei das Graphit ebenfalls dazu beiträgt, zu verhindern, daß' das Gitter an der Form anhaftet und schlecht zu trennen ist. Nach der Entfernung 109817/UBA After cooling to below 7O 0 C temperature, the grid from the mold is removed, wherein the graphite also helps to prevent that 'adhering the grid to the mold and is difficult to separate. After removal 109817 / UBA

- 3 -■- 3 - ■

aus der Form wird erkennbar, daß das Gitter eine ununterbrochene leitende Schicht aus Graphit auf seiner Oberfläche besitzt, die mit der Form in Kontakt war. Nach der Entfernung des Gitters wird die Form mit einer rotierenden bürste gereinigt und jegliche Überreste und Ablagerungen auf der Oberfläche der Form einschließlich des darauf aufgesprühten Graphits, das an den Lücken des Batterieplattengitters befindlich war als dieses in der Form angeordnet wurde, werden entfernt.from the shape it can be seen that the grid has an uninterrupted conductive layer of graphite on its surface that was in contact with the mold. After removing the grid, the mold is made with a rotating brush cleaned and any residue and debris on the surface of the mold including the graphite sprayed on it, the gaps in the battery plate grid was located as this was arranged in the form will be removed.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem Batterieplattengitter in einem kontinuierlich ablaufenden Verfahren hergestellt werden, wird die wässrige Dispersion des feinverteilten Graphits auf eine Vielzahl von vorgewärmten Graphitformen gesprüht, die jede den Eindruck von zwei Batterieplattengittern aufweisen. Die Blei-r teile, die in der Form angeordnet werden, bilden ein Paar miteinander verbundener Batterieplattenfahnen, die jeweils einen einstückig mit der Fahne ausgebildeten Ansatz aufweisen. Das Verfahren verläuft dann in gleicher Weise wie das oben beschriebene, zum Ausführungsbeispiel 1 gehörende Verfahren ab, wobei die Formen zwischen den einzelnen Verfahrensschritten von einem Förderband getragen werden.In a further embodiment of the invention, in which battery plate grid in a continuously running Process are prepared, the aqueous dispersion of finely divided graphite on a variety sprayed from preheated graphite molds, each giving the impression of two battery plate grids. The lead r parts that are placed in the mold form a pair of interconnected battery plate tabs, each have a projection formed in one piece with the flag. The procedure then proceeds in the same way as the above-described method belonging to embodiment 1, with the shapes between the individual method steps be carried by a conveyor belt.

Die Batterieplattengitter, die in bevorzugster Weise nach obiger Beschreibung hergestellt werden, besitzen einen Film aus Graphit, der leitfähig genug ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Batterieplattenfahne und dem aktiven Material herzustellen, mit dem das Batterieplattengitter bedeckt wird.The battery plate grids, which are most preferably produced as described above, have a film made of graphite, which is conductive enough to establish an electrical connection between the battery plate tab and the active one Manufacture material with which the battery plate grid is covered.

Es ist festzustellen, daß auch anderes leitfähiges Material als Graphit in obigem Verfahren angewendet werden kann, beispielsweise Silber, Zink und Zinn. Jedoch wird in einigen Fällen, wo anderen leitfähiges Material als Graphit verwendetIt should be noted that conductive material other than graphite can also be used in the above process, for example Silver, zinc and tin. However, in some cases where other conductive material than graphite is used

109817/U54109817 / U54

" 4 - BAD ORIGINAL" 4 - ORIGINAL BATHROOM

wird, ein Trennmittel erforderlich, das auf die Form aufgebracht werden muß, bevor das leitfähige Material aufgesprüht wird, um zu verhindern, daß das fertiggestellte Batterieplattengitter an der Form anhaftet. Deshalb wird dort, wo eine Dispersion von Zinn verwendet wird, ein p.t.s.e. Trennmittel erforderlich. Es ist weiter möglich, eine leitfähige Schicht auf beiden Seiten dee Kunstharzgitters dadurch auszubilden, daß zusätzlich eine Dispersion eines leitfähigen Material auf die Oberfläche der Gitters gesprüht wird, die von der Form entfernt liegt, wobei sich das Gitter in der Form befindet und noch erwärmt ist, nämlich eine Temperatur von etwa 2000C besitzt, wobei die Abdeckung vor dem Aufsprühen entfernt worden ist. Auch wenn eine Silberschicht auf das Kunstharz-Batterieplattengitter aufgetragen werden soll, kann dieses mittels Versprühen geschehen. Hierzu wird vorzugsweise gleichzeitig aus zwei separaten Sprüheinrichtungen Silbernitratlösung und Hydrazinchloridlösung aufgesprüht. Das Silbernitrat wird auf der Form umgesetzt zur Ausbildung des erforderlichen SilberUberzugs.a release agent is required, which must be applied to the mold before the conductive material is sprayed on, in order to prevent the finished battery plate grid from adhering to the mold. Therefore, where a dispersion of tin is used, a ptse release agent is required. It is also possible to form a conductive layer on both sides of the synthetic resin grid by additionally spraying a dispersion of a conductive material on the surface of the grid remote from the mold, the grid being in the mold and still heated , namely a temperature of about 200 0 C, the cover has been removed before spraying. Even if a silver layer is to be applied to the synthetic resin battery plate grid, this can be done by spraying. For this purpose, silver nitrate solution and hydrazine chloride solution are preferably sprayed on simultaneously from two separate spray devices. The silver nitrate is converted on the mold to form the necessary silver coating.

Es ist weiter festzustellen, daß auch andere Dispergiermittel als Träger für das leitfähige Material verwendet werden können und andere Verfahren als Aufsprühen benutzt werden könne:p,um die leitfähige Schicht auf die Form aufzubringen. Dies kann damit verbunden sein, daß eine Vorheizung der Form zur Verflüchtigung des Dispergiermittels nicht mehr erforderlich ist. So kann beispielsweise Triehloräthylen verwendet werden als Dispergiermittel für das leitfähige Material und in diesem Fall 1st ein Vorheizen der Form nicht erforderlich. Weiter können andere Formarten anstelle einer Graphitform, die oben verwendet worden ist, angewandt werden und es ist gefunden worden, daß Dualuminformen und Elektro-Kupferformen, die mit Chrom plattiert sind, geeignet für die Zwecke der Erfindung sind. Schließlich können tuoh andere Materialien für die Form oder andere Harze als PVC verwendet werden, umIt should also be noted that other dispersants can also be used as a carrier for the conductive material and methods other than spraying can be used: p to apply the conductive layer to the mold. This can be associated with the fact that the mold is preheated to volatilize of the dispersant is no longer required. For example, Triehloräthylen can be used as Dispersant for the conductive material and in this case preheating of the mold is not required. Further For example, other types of shapes can be employed in lieu of a graphite shape used above, and it is found It has been found that dual molds and electro-copper molds plated with chrome are suitable for the purposes of the invention are. Finally, other materials for the mold or resins other than PVC can be used to make

109817/UE4109817 / UE4

- 5 _ BAD ORIGINAL- 5 _ ORIGINAL BATHROOM

die korrekten Verfahrensbedingungen zur Durchführung der Erfindung bereitzustellen.to provide the correct procedural conditions for carrying out the invention.

Patentansprüche:Patent claims:

109817/1109817/1

Claims (1)

PatentansprücheClaims Verfahren zur Herstellung von Batterieplattengittern aus Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht eines leitfähigen Materials auf eine Form aufgebracht wird, in der Form eine^ Batterieplattenfahne aus leitendem Material angeordnet wird, die einen Ansatz aufweist, daß die Form hierauf mit Teilchen eines Kunstharzes gefüllt wird, dieProcess for the production of battery plate grids Synthetic resin characterized in that a layer of conductive material is applied to a mold in the shape of a battery plate flag made of conductive material is arranged, which has an approach that the mold is then filled with particles of a synthetic resin, the ~ dann erhitzt werden und daß schließlich das Batterie-™ plattengitter aus der Form entfernt wird.~ then be heated and that finally the battery ™ plate grid is removed from the mold. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieplattengitter kontinuierlich hergestellt werden und die Form zur gleichzeitigen Herstellung zweier Gitter geeignet ausgebildet ist und daß die Fahne eine weitere einen Ansatz aufweisende Fahne hat, wobei die Fahnen durch den Ansatz miteinander verbunden sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the battery plate grids are continuously produced and the mold is designed for the simultaneous production of two grids and that the flag is another one Has approach having flag, wherein the flags are connected to each other by the approach. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich auf der der Form abgewandten Seite des Gitters eine Schicht eines leitfähigen Materials aufgebracht wird,3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that a layer of a conductive material is also applied to the side of the grid facing away from the mold, _ 'Mti j. ■■ ' "" * _ 'Mti j. ■■ '"" * ψ nach-dem das Gitter aus der Form entfernt wurde, aber bevor das Gitter abgekühlt ist. ψ after the grid has been removed from the mold, but before the grid has cooled down. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß als leitfähiges Material Graphit, Silber, Zink oder Zinn verwendet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3> characterized in that graphite, silver, Zinc or tin is used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennmittel auf die Form vor dem AutbrIngen des leitfähigen Materials aufgebracht wird, das ein Haften des fertigen Gitters an der Form verhindert.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that a release agent is applied to the mold prior to application of the conductive material is applied, which prevents the finished grid from sticking to the mold. 316316 R/st. 10981 7/ U 54R / st. 10981 7 / U 54 _ γ - 8AÖ ORIGINAL_ γ - 8AÖ ORIGINAL 6. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel Polytetrafluoräthylen ist.6. The method according to claim 3> characterized in that the release agent is polytetrafluoroethylene. 7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion des leitfähigen Materials in einem Dispergiermittel auf die Form gesprüht wird, um die Schicht des leitfähigen Materials auf ihr auszubilden.7 · The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a dispersion of the conductive Material in a dispersant is sprayed onto the mold to create the layer of conductive material to train on her. 8. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergiermittel Trichloräthylen verwendet wird.8. The method according to claim 7 > characterized in that trichlorethylene is used as the dispersant. 9. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß als Dispergiermittel Wasser verwendet wird und die Form vor dem Aufsprühen der Dispersion vorgewärmt wird, um das Wasser aus der Dispersion zu verdampfen.9. The method according to claim 7 *, characterized in that water is used as the dispersant and the mold is preheated before the dispersion is sprayed on to evaporate the water from the dispersion. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilchengröße des leitfähigen Materials in der Dispersion im Bereich von 2 bis 20 Mikron angewendet wird.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that a particle size of the conductive material in the dispersion in the range of 2 to 20 microns is used. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Silberschicht durch gleichzeitiges Sprühen von Silbernitrat13sungen und Hydrazin-Hydrochlorid auf die Form aufgebracht wird.11. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in, that a layer of silver by spraying silver nitrate solutions and hydrazine hydrochloride at the same time is applied to the mold. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Form aus Graphit, Duralumin oder mit Chrom plattiertem Elektrokupfer hergestellt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that that the mold is made of graphite, duralumin or electro-copper plated with chrome. Ij5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz PVC ißt.Ij5. Method according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the synthetic resin eats PVC. 1 0 9 8 1 7 / J,4.5 4 ßAO ORIGINAL1 0 9 8 1 7 / Y, 4.5 4 ßAO ORIGINAL 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieplattenfahnen aus Blei hergestellt werden.14. The method according to any one of claims 1 to 13 »characterized in that the battery plate flags are made of lead. 15. Batterieplattengitter aus Kunstharz mit einer äußeren Schicht eines leitenden Materials, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kunstharz ein Ansatz einer Batterieplattenfahne einge1 -*ttet ist, der mit der Batterieplattenfahne aus einem Stück besteht und mit dem Gitter eine Einheit bildet.15. Battery plate grid made of synthetic resin with an outer layer of a conductive material, characterized in that an approach of a battery plate flag is 1 - * ttet in the synthetic resin, which consists of one piece with the battery plate flag and forms a unit with the grid. 109817/1454 BA0 109817/1454 BA0
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