DE2055638A1 - Elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Abdichtung - Google Patents

Elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Abdichtung

Info

Publication number
DE2055638A1
DE2055638A1 DE19702055638 DE2055638A DE2055638A1 DE 2055638 A1 DE2055638 A1 DE 2055638A1 DE 19702055638 DE19702055638 DE 19702055638 DE 2055638 A DE2055638 A DE 2055638A DE 2055638 A1 DE2055638 A1 DE 2055638A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cover part
cell
plastic cover
metallic
vessel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19702055638
Other languages
English (en)
Other versions
DE2055638C3 (de
DE2055638B2 (de
Inventor
Ralph Henry Verona Wis. Feldhake (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ESB Inc
Original Assignee
ESB Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ESB Inc filed Critical ESB Inc
Publication of DE2055638A1 publication Critical patent/DE2055638A1/de
Publication of DE2055638B2 publication Critical patent/DE2055638B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2055638C3 publication Critical patent/DE2055638C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/154Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/4911Electric battery cell making including sealing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

■ff 47 500 -su
ESB Incorporated, § Penn Genter Plaza, Philadelphia, Pensylvanien, USA
Elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Abdichtung
Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle sowie ein Verfahren zur Abdichtung der elektrochemischen Zelle.
Jäs ist eine bekannte Tatsache, daß alkalische Zellen sehr schwierig so abzudichten sind, daß sie gegen Austritt des Elektrolyten völlig dicht sind. Alkalische Elektrolyten haben eine einzigartige Fetzfähigkeit für Flächen, was sie in die Lage versetzt, an der Fläche entlang zu kriechen. Das Kriechen des Elektrolyten scheint noch erleichtert zu werden, wenn die Fläche polarisiert ist, so wie dies bei einer elektrischen Batterie der Fall ist. Bei Batterien ist es wesentlich Elektrolytverlust zu verhindern, da die Kapazität der Batterie vermindert oder die Arbeitsweise der Batterie in anderer Weise beeinträchtigt werden kann. So kann der Elektrolyt beispielsweise den Apparat oder die Vorrichtung, in welcher die Batterie verwendet wird, korrodieren, und der auf der Oberfläche einer Batterie vorhandene Elektrolyt läßt sie defekt erscheinen und macht ihre Handhabung gefährlich.
Es sind viele Versuche gemacht worden, die Abdichtungseinrichtungen von alkalischen Batterien zu verbessern, doch besteht immer noch das Erfordernis einer wirklich flüssigkeiten dichten alkalischen Batterie. Eine Verbesserung der Abdichtung
209821/0316
BAD ORIGINAL
von alkalischen Batterien ist im US-Patent Nr. 3 069 489 offenbart. Das in diesem Patent beschriebene Verfahren verwendet lediglich radiale Druckkraft, um eine Kunststoffdichtung zwischen Batteriezellengefäß und Batteriedeckelteil zusammenzupressen.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung eine verbesserte elektrochemische Zelle sowie ein Verfahren zu deren Abdichtung zu schaffen, wobei insbesondere elektrochemische Zellen mit alkalischem Elektrolyt verbessert werden sollen.
Eine solche erfindungsgemäße elektrochemische Zelle ist aufgebaut aus einer Anode, einer Kathode, einem Separator zwischen der Anode und der Kathode und einem Elektrolyten, die innerhalb eines metallischen Zellengefäßes mit einem offenen Ende und einem in der Nähe seines offenen Endes gebildeten Wulst angeordnet sind; einem harten, kalt-kriechfesten Kunststoff-Deckelteil zum dichten Abschluß des offenen Endes des Zellengehäuses mit einem, in elektrischem Kontakt mit der Anode oder der Kathode stehenden metallischen Batteriepol, wobei der Kunststoff-Deckelteil unter axialem Druck zwischen den Wulst und der Randkante des metallischen Zellengefäßes eingesetzt und die Randkante dann über die Oberfläche des Kunststoff-Deckelteils umgefalzt ist, wodurch das Kunststoff-Deckelteil eine Axialkraft auf das metallische Zellengefäß ausübt; und aus einem derart ausgebildeten Kunststoff-Deckelteil, daß es mit dem metallischen Zellengefäß in Berührung steht und sowohl eine axiale als auch radiale Dichtfläche bildet.
Das Zellengefäß hat also ein offenes finde, welches durch ein hartes Kunst stoff-Deckelt eil geschlossen ist, daß auch, einen metallischen Batteriepol enthalten kann. Das Kunststoff-Deckelteil hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Zellengefäßöffnung ist.
i. 0 9 8 2 1/ 0 3 1 E
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abdichtung der elektrochemischen Zelle wird so durchgeführt, daß das größer als das offene Ende des Zellengefäßes ausgebildete Kunststoffdeckelteil durch eine Reduzierform zur Erzeugung einer Radialkraft im Kunststoff-Deckelteil in das offene Ende des metallischen Zellengefäßes eingesetzt wird, wo es sich so ausdehnt, daß es mit dem Zellengefäß in Berührung kommt, worauf die obere Wand des metallischen Zellengefäßes oberhalb des Wulstes durch die Radialkraft im Kunststoff-Deckelteil nach außen verformt wird, und schließlich die obere Randkante des metallischen Zellengefäßes, die mittels einer sich konisch verjüngenden Schließform über die Oberfläche des Kunststoff-Deckelteils umgefalzt ist, in Axialrichtung zusammengepreßt wird, wodurch das Kunststoff-Deckelteil sowohl eine Axial- als auch Radialkraft auf das metallische Zellengefäß ausübt und sowohl eine axiale als auch eine radiale Dichtfläche bildet.
Das erfindungsgemäße Abdichtverfahren weist also als wesentlichsten Schritt die radiale Zusammenpressung des Deckelteils auf einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser der Öffnung des Zellengefäßes ist, auf, wobei das Deckelteil durch eine Reduzierform hindurchgedrückt wird. Das Ausstoßen des Kunststoff-Deckelteils aus der Reduzierform erfolgt in die Oberseite des Zellengefäßes, wo es sich bis zur Berührung mit dem Zellengefäß ausdehnt, und eine solche Kraft auf den oberen Rand des Zellengefäßes ausübt, daß dieser leicht nach außen verformt wird.
Nachdem das Kunststoff-Deckelteil in das Zellengefäß eingesetzist, wird der obere über das Deckelteil vorstehende Rand des Zellengefaßes auf die Oberseite des Deckelteils umgefalzt, wobei eine Schließform Verwendung findet, welche das Kunststoff-Deckelteil zwischen den oberen Rand des Zellengefäßes und einen im Zellengefäß gebildeten Wulst, auf dem die Unterseite des Deckeiteils aufsitzt, preßt. Dieses axiale Zusammendrücken
209821/0315
bad
ruft eine Axialkraft im Kunststoff-Deckelteil hervor und erhöht zusätzlich die vom Deckelteil auf die Wand des Zellengefäßes ausgeübte Radialkraft. Das Umfalzen der Oberkante des Zellengefäßes auf das Kunststoff-Deckelteil erhöht die Dichtfläche zwischen dem Zellengefäß und dem Deckelteil, wodurch ein größeres abgedichtetes Gebiet entsteht, so daß auf diese Weise eine wirksamere Abdichtung hergestellt wird.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:
Fig. 1 das radiale Zusammendrücken'eines Künststoff-Deckelteils in einer Eeduzierform vor dem Einführen des Deckelteils in das offene Ende des Zellengefäßes einer elektrochemischen Zelle;
Fig. 2 die nach außen gerichtete Deformation des oberen Bandes des Zellengefäßes nach dem Einsetzen des radial zusammengedrückten Kunststoff-Deckelteils in das Zellengefäß und dessen Ausdehnung in Berührung mit der Zellengefäßwand;
Fig. 3 das gleiche Zellengefäß und das Kunststoff-Deckelteil wie in Fig. 2 und eine Schließform kurz vor dem Umfalzen des oberen Randes des Zellengefäßes auf die Oberseite des Kunststoff-Deckelteiles; und
Fig. 4 eine mit einem Kunststoff-Deckelteil nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren dicht abgeschlossene , elektrochemische Zelle, bei welcher das Deckelteil sowohl eine Radial- als auch eine Axialkraft gegen das Zellengefäß ausübt.
Eine elektrochemische Zelle kann gegen Austritt des Elektrolyten durch Verwendung eines Kunststoff-Deckelteils zum Verschließen eines zylindrischen, metallischen Zellengefäßes mit offener Oberseite wirksam abgedichtet werden. Das Kunststoff-Deckelteil ist aus einem Material hergestellt, welches von einem alkalischen Elektrolyten nicht angegriffen wird und, was besonders wichtig ist, aus einem Material, welches eine hohe Druck- und Schubfestigkeit hat und erheblichen Kräften widnr-
209821/0315
BAD
stehen kann, ohne daß durch Kaltfließen eine Formänderung eintritt. Ein Beispiel für ein geeignetes Material ist eine Hartnylon-Komposition, die im Handel unter dem Warenzeichen "Zytel" erhältlich ist. Andere gegen Kaltfließen widerstandsfähige Kunststoffe, wie z. B. Hartpolyäthylene können ebenfalls verwendet werden.
Bas Kunststoff-Deckelteil enthält vorzugsweise einen metallischen Einsatz, um es zu verstärken, obwohl dies nicht erfin— dungswesentlich ist. Es hat sich herausgestellt, daß gewisse Typen von elektrochemischen Zellen erhebliche innere Drücke entwickeln, die eine Verbiegung des Kunststoff-Deckelteils verursachen konnten, und bei solchen Zellen kann es erforderlieh sein, Kunststoff-Deckelteile mit einem metallischen Verstärkungseinsatz zu verwenden. Das Deckelteil enthält auch einen metallischen Batteriepol, der den elektrischen Kontakt mit der Elektrode herstellt, welche die entgegengesetzte Polarität wie die Elektrode, die in elektrischem Kontakt mit dem Zellengefäß steht, hat.
Das metallische Zellengefäß kann aus einem zu einem zylindrischen Zellengefäß mit offener Oberseite gezogenen Stahlblech oder einem nickelplattierten Stahl hergestellt sein. Die Dicke des Stahlblechs kann im Bereich von etwa 0,2 bis 0,5 mm (8 bis 20 mil) liegen, obwohl dies eine Sache der Auswahl ist. In der Nähe der Oberseite des Zellengefäßes,aber mit einigem Abstand vom oberen Rand,ist ein Wulst in das Zellengefäß eingerollt, der als Iräger für das Kunststoff-Deckelteil dient. Wenn der obere Rand des Zellengefäßes auf das Deckelteil umgefalzt wird, trägt der Wulst das Deckelteil und ermöglicht es, daß im Kunststoff-Deckelteil eine Axialdruckkraft zusätzlich zu einer liadialdruckkraft erzeugt wird, welche im Deckelteil durch Zusammenpressen vor dem Einsetzen in das Zellengefäß erzeugt worden war.
209821/0315
In Fig. 1 ist das radiale Zusammenpressen eines Kunststoff-Deckelteils 10 in einer Reduzierform 11 vor de& Einsetzen des Deckelteils 10 in das offene Ende des Zellengefäßes 12 einer elektrochemischen Zelle gezeigt. Das Zellengefäß 12 wird durch, eine Hülse 13 festgehalten, während ein Kolben 14 das Kunststoff -Deckelt eil 10 durch die Reduzierform 11 hindurchdrückt, um im Deckelteil 10 eine Radi al druckkraft zu erzeugen. Ein metallischer Batteriepol 15 ist im Kunststoff-Deckelteil 10 eingegossen oder eingepreßt, um elektrischen Kontakt mit einer der Elektroden der elektrochemischen Zelle herzustellen. Vorzugsweise weist das Kunststoff-Deekelteil 10 auch einen nicht-polaren, metallischen Einsatz 16 zur Verstärkung auf, um den teilweise erheblichen Drücken, die sich im Zellengefäß 12 der elektrochemischen Zelle bilden können, zu widerstehen.
Wenn der Kolben 14 das Kunststoff-Deekelteil 10 aus der Reduzierform 11 ausstößt, dehnt sich das Deckelteil 10 augenblicklieh so aus, daß es in Berührung mit dem metallischen Zellengefäß 12 kommt, und vorzugsweise steht die Unterseite des Deckelteils 10 in Berührung mit einem in das Zellengefäß 12 eingerollten Wulst 17. Falls das Deckelt eil 10 den Wulst 17 nicht berührt, wird es während des folgenden Umfalz-Arbeitsganges in Berührung mit dem Wulst gedruckt.
Während das Kunststoff-Deekelteil 10 durch die Reduzierform gedrückt wird, wird das Deckelteil in Radialriehtung zusammengedrückt und in ihm entsteht eine erhebliche Druckspannung. Vorzugsweise ist diese Druckspannung von genügender Größe, um den oberen Rand des Zellengefäßes nach außen zu verformen, nachdem das Zellengefäß und das radial zusammengepreßte Kunststoff-Deekelteil im Zellengefäß aus der Hülse 13 herausgenommen sind. Diese Verformung der oberen Kante des Zellengefäßes nach außen ist in Fig. 2 dargestellt. Die Verformung kann eine bleibende oder eine nicht bleibende Verformung des Zellengefäßes sein. Die im Deckelteil erzeugte Spannung kann in
209821/0315
Abhängigkeit von der Größe der Reduzierform variiert werden, welche'. den Betrag steuert, um den das Kunststoff-Deckelteil in Radialrichtung zusammengedrücktvwird, d. h., eine schmalere Reduzierform, erhöht die radiale Druckspannung. Obgleich ein Teil der radialen Spannung im Kunststoff-Deckelteil 10 durch die Deformation des metallischen Zellengefäßes 12 abgebaut wird, wird sie während des anschließenden Umfalz-Arbeitsvorgangs im wesentlichen wieder hergestellt.
Fig. 3 zeigt das verformte Zellengefäß und das Kunststoff-Deckelteil nach Fig. 2, und zusätzlich eine sich konisch verjüngende Schließform 18, die dazu dient, den oberen Rand des Zellengefäßes 12 auf die Oberseite des Kunststoff-Deckelteils 10 umzufalzen. Die konische Schließform 18 wird an der Oberseite des metallischen Zellengefäßes 12 zur Anlage gebracht, und die Oberseite des Zellengefäßes wird dann in Axialrichtung auf die Oberseite des kunststoff-Deckelteils gepreßt. Die konische Schließform drückt die Seiten des metallischen Zellengefäßes auch radial zusammen, so daß dieses im wesentlichen die vor dem Einsetzen des Kunststoff-Deckelteils vorhandene Originalform wieder annimmt. Das axiale Zusammenpressen erzeugt im Deckelteil eine Axialspannung, die zwischen dem in das Zellengefäß eingerollten Wulst 17 und der oberen Kante des Zellengefäßes wirkt. Diese Axialspannung erhöht auch die vom Deckelteil auf die Seitenwände des Zellengefäßes ausgeübte Radialkraft oder -spannung. Das Umfalzen des oberen Abschnitts des Zellengefäßes auf das Kunststoff-Deckelteil vergrößert zusätzlich die Dichtfläche zwischen dem Zellengefäß und dem Deckelteil, indem hierdurch eine axiale und radiale Dichtfläche gebildet wird. Das Kunststoff-Deckelteil übt also auf diese Weise sowohl eine radiale als auch eine axiale Kraft auf das metallische Zellengefäß aus und bewirkt eine effektivere Dichtung.
209821/0315
Fig. 4 stellt eine durch, ein Kunststoff-Deckelteil 10 dicht abgeschlossene elektrochemische Zelle dar, wobei das Deckelteil sowohl eine Radial- als auch eine Axialkraft auf das Zellengehäuse 12 ausübt. Die elektrochemische Zelle enthält ein Kathodengemisch 19, eine Anoden-Elektrolyt-Gelmischung und einen zwischen der Kathode und der Anode angeordneten Separator 21. Innerhalb der Anode 20 ist ein metallischer Kollektor 22 in Form einer Feder angeordnet, und der Kollektor 22 ist am Batteriepol 15 angeschweißt oder auf eine andere Weise befestigt. Im Kunststoff-Deckelteil 10 ist auch ein nicht polarer, metallischer Einsatz 16 vorgesehen. Das aktive Kathodenmaterial kann - ohne Begrenzung hierauf - aus Mangansuperoxid (MnOp) bestehen, während das aktive Anodenmaterial aus amalgamierten Zinkpartikeln bestehen kann, die in einem alkalischen, als Elektrolyt dienenden Karboxy-Metylcellulose-GeI dispergiert sind. Der Separator kann aus Zellophan bestehen.
Wie aus den Fig. 1 bis 4 hervorgeht, schließt das Kunststoff-Deckelteil 10 die Zelle völlig dicht ab, und eine Entlüftung für die innerhalb des Zellengefäßes erzeugten Gase ist nicht vorgesehen. Es liegt im Schutzbereich der Erfindung, im Kunststoff-Deckelteil eine Entlüftung vorzusehen. Da diese Entlüftung jedoch für die Erfindung nicht wesentlich ist, ist die in den Zeichnungen nicht gezeigt.
In den folgenden Beispielen werden elektrochemische Zellen beschrieben, die gemäß der Erfindung mit einem Kunststoff-Deckelteil verschlossen sind.
Beispiel I
Eine elektrochemische Zelle von der Abmessung C wurde nach dem erfindugsgemäßen Verfahren dicht abgeschlossen. Das mit einem Wulst versehene Zellengefäß 12 bestand aus nickelplattiertem
209 8 21/0315
kaltgewalztem Stahl und hatte eine Dicke von 0,279 mm (11 mil) und einen äußeren Durchmesser von 24,765mm (0,975 inch). Ein kreisförmiges Nylon-Deckelteil 10 aus Zytel 101 wurde zum Verschließen des Zellengefäßes benutzt. Das Deckelteil enthielt einen kreisförmigen, kaltgewalzten aus Stahl bestehenden Einsatz 16 und einen metallischen Batteriepol 15. Die Dicke des Einsatzes betrug 0,635 mm (25 mil), &i-e Höhe 2,286 mm (0,09 inch) und der Außendurchmesser 22,758 mm (0,896 inch). Das unverformte Nylon-Deckelteil hatte einen Außendurchmesser von 24,333 mm (0,958 inch), und der Innendurchmesser des Zellen gefäßes betrug an seinem offenen Ende 24,181 mm (0,952 inch).
Das Nylon-Deckelteil wurde in eine Reduzierform 11 eingeführt, um im Deckelteil eine radiale Druckspannung zu erzeugen, und um es in das Zellengefäß einzuführen. Die Reduzierform hatte an ihrem unteren Ende einen Innendurchmesser von 24,079 mm (0,948 inch), und der Außendurchmesser des zusammengepreßten Nylon-Deckelteils entsprach beim Eindrücken in das Zellengefäß diesem Durchmesser der Reduzierform.
Sobald das Nylon-Deckelteil aus der Reduzierform ausgestoßen war, dehnte es sich augenblicklich so weit auf, daß es in Berührung mit dem mit Wulst versehenen Zellengefäß kam. Die von der Reduzierform im Deckelteil erzeugte radiale Druckspannung war so groß, daß der obere Rand des Zellengefäßes nach außen verformt wurde. Vor dem Einsetzen des Nylon-Deckelteils betrug der Außendurehmesser des mit Wulst versehenen Zellengefäßes 24,765 mm (0,975 inch), und nach dem Einsetzen des Deckel teils hatte sich der Außendurchmesser des Zellengefäßes auf 24,816 mm (0,977 inch) erweitert.
Das mit dem eingesetzten Ny lo.n-De ekel teil versehene Zellengefäß wurde in eine konische Schließform 18 gestellt, um den. oberen Rand des Zellengefäßes axial über die Oberseite des Nylon-Deckelteils zu falzen. Die axiale Falzkraft betrug 1,5 t und diente zur Vollendung der radial-axialen Abdichtung des
2098217031B
- ίο -
mit Wulst versehenen Zellengefäßes. Die prozentuale radiale Zusammendrückung des Dichtteils, d« h. des Abschnitts des Nylon-Deckelteils zwischen dem mit Wulst versehenen Zellengefäß und dem metallischen Einsatz wurde berechnet durch Bestimmung der Differenz zwischen dem unzusammengedrückten und dem zusammengedrückten Durchmesser des Nylon-Deckelteils dividiert durch den unzusanmengepreßten Durchmesser des Deckelteils Für die spezielle Zelle der Größe 0 betrug der Wert 5 #..,
Beispiel
II
Eine elektrochemische Zelle der Größe D wurde mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dicht abgeschlossen. Das mit Wulst versehene Zellengefäß bestand aus nickelplattiertem kaltgewalztem Stahl und hatte eine Dicke von 0,330 mm (13 mil) und einen Außendurchmesser von 32,842 mm (1,293 inch). Ein kreisförmiges Nylon-Deckelteil aus Zytel 101 wurde zum Verschließen des mit Wulst versehenen Zellengefäßes verwendet. Das Nylon-Deckelteil enthielt einen kreisförmigen, aus kaltgewalztem Stahl bestehenden Einsatz und einen metallischen Batteriepol. Der Einsatz hatte eine Dicke von 0,635 mm (25 mil), eine Höhe von 2,286 mm (0,09 inch) und einen Außendurchmesser von 30,810 mm (1,213 inch). Das unverformte Nylon-Deckelteil hatte eineri Außeüdurchmesser von 32,487 mm (1,279 inch), und der Innendurchmesser des Zellengefäßes betrug an seinem offenen Ende 32,131 (1,265 inch).
Das Nylon-Deckelteil wurde in eine Reduzierform eingeführt, um im Deckelteil eine radiale Druckkraft zu erzeugen und um das Deckelteil in das Zellengefäß einzuführen. Die Reduzierform hatte an ihrem unteren Ende einen Innendurchmesser von 32,029 ma (1,261 inch) und der Außendurchmesser des zusammengedrückten Nylon-Deckelteils entsprach beim Einführen in das Zellengefäß diesem Durchmesser der Reduzierform.
209821/0315
Sobald das Nylon-Deckelteil aus der Reduzierform ausgestoßen wurde, erweiterte es sich augenblicklich so, daß es an dem mit Wulst versehenen Zellengehäuse zur Anlage kam. Die von der Reduzierform im Nylon-Deckelteil erzeugte radiale Druckspannung hatte eine solche Größe, daß der obere Rand des Zellengehäuses nach außen verformt wurde. Der Außendurchmesser des mit Wulst versehenen Zellengehäuses betrug vor dem Einsetzen des Nylon-Deckelteils 32,842 mm (1,293 inch), und nach dem Einsetzen des Deckelteils hatte sich der Außendurchmesser des Zellengehäuses auf 32,893 mm (1,295 inch) ausgedehnt.
Zusammen mit dem eingesetzten Nylon-Deckelteil wurde das mit Wulst versehene Zellengefäß in eine konische Schließform gebracht, um den oberen Rand "des Zellengefäßes in Axialrichtung auf die Oberseite des Nylon-Deckelteils umzuf alzen. Die axiale Umfalzkraft von 1,5t wurde benutzt, um die radiale-axiale Abdichtung des Zellengefäßes zu vollenden. Die prozentuale radiale Zusammendrückung des Dichtteils wurde mit 15 # für die spezielle Zelle der Größe D bestimmt.
209B21/O315

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Elektrochemische Zelle gekennzeichnet dureh eine Anode, eine Kathode, einen Separator zwischen der Anode und der Kathode und einen Elektrolyten, die innerhalb eines metallischen Zellengefäßes (12) mit einem offenen Ende und einem in der Nähe seines offenen Endes gebildeten Wulst (17) angeordnet sind| ein hartes kalt-kriechfestes Kunststoff-Deckelteil (10) zum dichten Absqhluß des offenen Endes des Zellengehäuses mit einem, in elektrischem Kontakt mit der Anode oder der Kathode Stehenden metallischen Batteriepol (15), wobei der Kunststoff-Deckelteil (10) unter axialem Druck zwisehen den Wulst (17) und die Randkante des metallischen Zellengefäßes (12) eingesetzt und die Randkante dann Über die Oberfläche des Kunststoff-Deckelteils (10) jsmgefalzt 1st, wodurch das Kunststoff-Deckelteil eine Axialkraft auf das metallische Zellengefäß ausübtj und durch feine Abbildung des Künststoff-Deckelteils (to) derart, daß es mit dem metallischen ZeJ-lengefäfi (12) in Berührung β t*h1; und soijf9h|. eine axiale als auch radiale Dichtfläche bildet·
    Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoff-Deckelteil (10) einen metallischen Einsatz (16) zur Verstärkung aufweist, aus einem harten Nylonmaterial besteht und daß das metallische Zellengefäß (12) zylindrisch geformt ist.
    3. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein alkalischer Elektrolyt Verwendung findei
    4. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das aktive Anoderanaterial' aus amalgamierten Zinkpartikeln, das aktive Kathodenmaterial aus Mangansuperoxid besteht und
    .2.09821/0315
    daß der metallische Batteriepol (15) in elektrischem Kontakt mit dem aktiven Anodenmaterial steht.
    5. Verfahren zur Abdichtung einer elektrochemischen Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4t clie eine Anode, eine Kathode, einen Elektrolyten und einen Separator aufweist, die sämtlich in einem metallischen Zellengefäß mit offenem Ende angeordnet sind, wooei in der Nähe des offenen Endes im Zellen gefäß ein Wulst gebildet ist, und ein hartes, kalt-kriechfes-Kunststoff-Deckelteil das offene Ende dicht abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das größer als das offene Ende des Zellengefäßes ausgebildete Kunststoff-Deckelteil durch eine Reduzierform zur Erzeugung einer Radialkraft im Kunststoff-Deckelteil in das offene Ende des metallischen Zellengefäßes eingesetzt wird, wo es sich so ausdehnt, daß es mit dem Zellengefäß in Berührung kommt, worauf die obere Wand des metallischen Zellengefäßes oberhalb des Wulstes durch die Radialkraft im Kunststoff-Deokelteil nach außen verformt wird, und schließlich die obere Randkante des metallischen Zellengefäßes, die mittels einer sich konisch verjungenden Schließform Über die Oberfläche des Kunststoff-Deckelteils umgefalzt wird, in Axialrichtung zusammengepreßt wird, wodurch das Kunststoff-Deckelteil sowohl eine Axial- als auch eine Radialkraft auf das metallische Zellengefäß ausübt und sowohl eine axiale als auch eine radiale Dichtfläche bildet.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Zellengefäß zylinderförmig und das Kunststoff-Deckelteil im waagerechten Querschnitt kreisförmig ausgebildet wird.
    7· Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoff-Deckelteil mit einem metallischen Batteriepol und einem metallischen Verstärkungseinsatz versehen und aus einem harten Material hergestellt wird.
    209821/0315
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoff-Deckelteil beim Ausstoßen aus der Reduzierform in Anlage an den Wulst im metallischen Zellengefäß gedrückt wird.
    209821/0315
DE2055638A 1969-02-07 1970-11-12 Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen einer elektrochemischen Zelle und nach dem Verfahren hergestellte elektrochemische Zelle Expired DE2055638C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79757669A 1969-02-07 1969-02-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2055638A1 true DE2055638A1 (de) 1972-05-18
DE2055638B2 DE2055638B2 (de) 1978-04-20
DE2055638C3 DE2055638C3 (de) 1979-01-04

Family

ID=25171223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2055638A Expired DE2055638C3 (de) 1969-02-07 1970-11-12 Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen einer elektrochemischen Zelle und nach dem Verfahren hergestellte elektrochemische Zelle

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3554813A (de)
DE (1) DE2055638C3 (de)
GB (1) GB1253767A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2592596A2 (fr) * 1986-01-09 1987-07-10 France Depoussierage Indl Chassis de support pour element filtrant.
DE102015111572A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Schuler Pressen Gmbh Batteriezellengehäuse und Verfahren zu dessen Herstellung

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3837206A (en) * 1973-06-07 1974-09-24 Power Conversion Inc Method and apparatus for crimping battery casings
US4859547A (en) * 1987-10-06 1989-08-22 Gates Energy Products, Inc. Battery terminal and method
US5372897A (en) * 1992-07-24 1994-12-13 Toshiba Battery Co., Ltd. Rectangular nickel-metal hydride secondary cell
US5599641A (en) * 1994-04-20 1997-02-04 Gylling Optima Batteries Ab Battery terminal and case structure
US6081992A (en) * 1998-07-02 2000-07-04 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell formed with big mouth open end can
US6423438B1 (en) 2000-01-31 2002-07-23 The Gillette Company Method for sealing battery container
US7332243B2 (en) * 2003-01-09 2008-02-19 Johnson Controls Technology Company Battery and battery container
US9029007B2 (en) * 2009-04-03 2015-05-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery including first and second metallic plates coupled together and a cap assembly including an insulator
DE102021202597B3 (de) 2021-03-17 2022-09-08 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Verfahren zur Herstellung eines Batteriegehäuses einer Batterie

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2592596A2 (fr) * 1986-01-09 1987-07-10 France Depoussierage Indl Chassis de support pour element filtrant.
DE102015111572A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Schuler Pressen Gmbh Batteriezellengehäuse und Verfahren zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
DE2055638C3 (de) 1979-01-04
GB1253767A (en) 1971-11-17
DE2055638B2 (de) 1978-04-20
US3554813A (en) 1971-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2448370C3 (de) Anordnung von Knopf zellen in einem mehrteiligen Gehäuse
DE69924858T2 (de) Batteriekonstruktion mit vergrössertem innenvolumen für aktivmaterialen
DE2644006A1 (de) Zink-luft-minizelle und verfahren zum herstellen derselben
EP2415101B1 (de) Knopfzelle ohne bördelung
DE3889682T2 (de) Dichtungsring.
DE2042417B2 (de) Überdruckventil mit einer elastisch zusammendrückbaren Dichtungskugel als Verschlußstück
DE3741520A1 (de) Knopfzelle
DE2055638A1 (de) Elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Abdichtung
DE69206426T2 (de) Verschlussanordnung für alkalische Batterie.
DE2712915A1 (de) Galvanische zelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE60017278T2 (de) Strohmabnehmer und Dichtungsanordnung für elektrochemische Zelle
WO2011117132A1 (de) Gegen kurzschluss gesicherte knopfzelle
DE2621346B2 (de) Zellenpoldurchfuehrung fuer akkumulatoren
DE1277963B (de) Verschluss fuer eine galvanische Zelle und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2014072127A1 (de) Batteriezelle mit gehäusedeckplatte mit vernieteter einfüllöffnung
DE1496226A1 (de) Batteriezelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE2813465B2 (de) Galvanische Rundzelle mit einem Druckentlüftungsverschluß
DE112006000346T5 (de) Zylindrische versiegelte Batterie
DE2255583A1 (de) Batteriezelle und verfahren zu deren herstellung
DE1596307A1 (de) Zellenbehaelter fuer elektrische Akkumulatoren,vorzugsweise zylindrischer Bauform
DE2703774C3 (de) Primärtrockenrundzelle mit einem sich bei Überdruck öffnenden Gasventil
DE2619178A1 (de) Galvanisches primaerelement
DE3888499T2 (de) Trockenzelle.
DE3332174A1 (de) Elektrochemische zelle sowie herstellungsverfahren hierfuer
DE19548355A1 (de) Nickel-Metallhydrid-Batterie und Verfahren zu deren Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee