DE2113337B2 - Verfahren zur Herstellung einer Röhrchenelektrode für elektrische Akkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Röhrchenelektrode für elektrische Akkumulatoren.

Röhrchenelektroden für ele' trische Akkumulatoren, insbesondere für Bleiakkumulatoren, besteher, aus einem stromleitenden Skelett mit einer auf ihm angebrachten aktiven Masse, die ihrerseits von einem oder mehreren Röhrchen umschlossen wird, die einerseits gegenüber elektrochemischen Angriffen beständig und andererseits porös sein müssen, um dem Elektrolyten einen ungehinderten Zugang zu der aktiven Masse zu gestatten. Die Röhrchen haben hierbei den Zweck, zu verhindern, daß sich die aktive Masse während des Betriebes der Elektrode ablöst.

Diese Röhrchen müssen aus einem Material bestehen, das gegen chemische Einflüsse resistent ist; außerdem müssen die Röhrchen auch mechanischen Beanspruchungen widerstehen können, die sich beim Betrieb des Akkumulators, beispielsweise durch Volumenänderungen der aktiven Masse, ergeben. Schließlich müssen die Röhrchen eine ausreichende Porosität besitzen, damit der Elektrolyt einen praktisch ungehinderten Zutritt zu der aktiven Masse hat, um sie in vollem Umfange ausnutzen zu können.

Es ist bekannt, für die Röhrchen der Elektroden aus Glasfasern gebildete Hüllen zu verwenden. Derartige aus einem Glasfasergewebe oder -geflecht bestehende Hüllen besitzen zwar eine befriedigende Porosität und auch die erforderliche chemische Widerstandsfähigkeit, sie verfügen jedoch nicht über die ebenfalls notwendige mechanische Festigkeit auf Grund der Tatsache, daß die Fasern auf Grund ihrer glatten Oberfläche an den Kreuzungspunkten nicht eine ausreichende feste Verbindung aufweisen. Um diesem Nachteil abzuhelfen, hat man schon derartige Glasfaserhüllen durch Tränkung mit einem Kunstharz imprägniert oder verklebt, um hierdurch eine Versteifung und damit eine ausreichende mechanische Festigkeit zu erreichen. Bei der Tränkung der Glasfaserhülle mit einem flüssigen Kunststoff ergibt sich aber ein wesentlicher Nachteil insoweit, als durch den Kunststoff die erforderliche Porosität des Röhrchens weitgehend verlorengeht, wodurc'i die erforderliche Ausnutzung der aktiven Masse in der Elektrode nicht mehr gewährleistet ist. Außerdem ist bei einer solchen Tränkung die Bindung der Fasern aneinander an den Kreuzungspuakten nicht widerstandsfähig genug, um die durch die Volumenzunahme der aktiven Masse entstehenden Belastungen aufnehmen zu können.

Die bekannten derartigen Röhrchenelektroden bestehen aus einer Anzahl nebeneinander angeordneter leitender Stäbe, welche oben und unten mittels Querverbindungen zusammengefügt und vom aktiven Material umgeben sind, das von einer oder mehreren Hüllen aus elektrolytdurchlässigem isolierendem Glasfasermaterial umschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von aus Glasfasermaterial bestehenden Röhrchen ermöglicht, die neben einer durch das Glasfasergewebe bedingten chemischen Widerstandsfähigkeit ausreichende Porosität besitzen und eine befriedigende mechanische Festigkei· aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein geflochtener Glasfaserschlauch über einen oder mehrere Dome geführt wird, die unter Erhitzung fluidisierten Kunststoff passieren, wobei das Kunststoffpulver auf dem Glasfasergewebe schmilzt oder sintert und sich hauptsächlich auf die Kreuzungspunkte der Gewebefäden konzentriert, wonach das Gewebe abgekühlt und zu Röhrchenhüllen geschnitten wird, von denen jede einzelne als Umhüllung für einen leitenden Stab und aktives Material angebracht wird.

Ein weiteres Merkmal kennzeichnet sich dadurch, daß als Kunststoff ein Polyolefin, beispielsweise ein Polyäthylen, verwendet wird.

Durch die erfindungsgemäße Beaufschlagung der Oberfläche des Glasfaserschlauches mit feinem Kunststoffpulver setzt sich dieses vornehmlich an den Kreuzungsstellen der Glasfasern ab, und bei der anschließenden Sinterung oder Schmelzung zieht sich das Kunststoffpulver zu kleinen Tropfen zusammen, die in innigem Kontakt mit den Fasern, vorzugsweise an den Kreuzungspunkten, treten. Auf diese Weise wird die Porosität des Glasfaserschlauches praktisch nicht nachteilig beeinflußt, so daß der Elektrolyt einen ungehinderten Zugang zu dem aktiven Material findet. Andererseits erhält der Glasfaserschlauch durch die innige Verbindung der Glasfasern an den Kreuzungspunkten eine mechanische Festigkeit, die den auftretenden mechanischen Beanspruchungen widersteht, so daß also das erfindungsgemäß hergestellte Röhrchen allen gestellten Forderungen nach chemischer Resistenz, ausreichender Porosität und befriedigender Festigkeit genügt. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von Polyäthylen gezeigt, da dieser Kunststoff zähflüssig ist und eine sichere Verbindung der Glasfasern an den Kreuzungspunkten gewährleistet. Es können jedoch auch andere Polyolefine und auch andere gecigctc Kunststoffe Anwendung finden, die den vorstehend genannten Bedingungen genügen.

Die Zeichnungen dienen der Erläuterung des Verfahrens, und es bedeutet

F i g. 1 Darstellung eines Teils eines Röhrchens,

F i g. 2 Darstellung gemäß F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 Darstellung einer der Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung,

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Elektrode.

F i g. 5 Seitenansicht gemäß F i g. 4,

F i g. 6 Darstellung eines aus einem Glasfasergenecht bestehenden Röhrchens,

F i g. 7 Darstellung eines aus einem Glasfasergewebe bestehenden Röhrchens,

F i g. S Darstellung eines Mehrfachröhrchens.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Röhrchen, das aus einem Glasfasergewebe 1 besteht, das an den Kreuzungspunkten mit autgesinterten Polyäthylenkörnern 2 ausgestattet ist. Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, befinden sich diese Polyäthylenkörner2 vornehmlich an den KreuzungssteUen der Glasfasern 1, ohne die zwischen den Glasfasern 1 gebildeten Poren zu verschließen.

Wie die F i g. 3 zeigt, ist auf emer Spule 3 ein Glasfaserstrumpf 4 aufgewickelt, der kontinuierlich über einen Metalldorn 5 gezogen wird, der auf einer sich in Pfeilrichtung drehenden Laufrolle 6 ruht, die auf ihrem Umfang mit einem Friktionsmaterial be- as legt ist, um das Aufziehen des Glasfaserschlauches 4 auf den Dorn 5 zu unterstützen.

Der Dorn ist mit seinem anderen Ende zwischen dem Laufrollenpaar 7,8 gelagert. In einem Behälter 9 ist Polyäthylenpulver 10 enthalten, das über eine Einblasleitung 11 durch Luft in einen schwebenden Zustand versetzt wird, um sich auf der Oberfläche des Glasfaserschlauches 4 auf den Glasfasern 1 abzulagern, wobei die Ablagerung vornehmlich an den KreuzungssteUen der Glasfasern 1 geschieht. Der Glasfaserstrumpf 4 wird auf dem Dorn S durch den Behälter 9 hindurchgeführt; anschließend wird der Glasfaserstrumpf 4 mit den abgelagerten Polyäthylenkörnern 2 auf die Sinter- oder Schmelztemperatur erhitzt. Diese Beheizung geschieht durch eine Hochfrequenzspule 12. die um den Dorn S herum angeordnet ist. Es kann jedoch auch eine geeignete andere Heizquelle verwendet werden. Der Dorn 5 erstreckt sich durch eine Kühlkammer 13, in der das weiche Polyäthylen ausgehärtet wird. Als Kühlmittel wird hierbei Luft verwendet. Diese Vorrichtung gewährleistet eine kontinuierliche endlose Herstellung. wobei der mit den gesinterten Polyäthylenkörnern versehene Kunststoffschlauch 4 zur Herstellung der Röhrchen in geeigneten Längenabschnitten aufgetrennt wird.

Die F i g. 4 zeigt eine Elektrode, die aus den leitenden Gitterstäben 14 besteht, die von der aktiven Masse IS umgeben sind, o-e ihrerseits in dem Röhrchen 16 aufgenommen ist.

Die Gitterstäbe 14 sind oben und unten durch Querleisten 17 und 18 miteinander verbunden, wobei üblicherweise nur die obere Leiste 17 aus leitendem Material besteht. An die obere Querleiste 17 schließt sich eine Kontaktfahne 18 an.

Die F i g. 6 zeigt ein Röhrchen aus einem Glasfasergeflecht, während die F i g. 7 ein gleiches Röhrchen aus einem Glasfasergewebe zeigt.

Die F i g. 8 zeigt ein Mehrfachröhrchen, das durch die bekannte Patronengurtwebung hergestellt ist. Ein Mehrf achröhrchen gemäß F i g. 8 kann natürlich auch durch Zusammennähen eines Glasfasergewebes gebildet werden.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Röhrchenelektrode für elektrische Akkumulatoren, bestehend aus einer Anzahl nebeneinander angeordneter leitender Stäbe, welche oben und unten mittels Querverbindungen zusammengefügt und vom aktiven Material umgeben sind, das von einer oder mehreren Hüllen aus elektrolytdurchlässigem isolierendem Glasfasermaterial umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein geflochtener Glasfaserschlauch über einen oder mehrere Dorne geführt wird, die unter Erhitzung fluidisierten Kunststoff passieren. wobei das Kunststoffpulver auf dem Glasfasergewebe schmilzt oder sintert und sich hauptsächlich auf Ts Kreuzungspunkte der Gewebefäden konzentriert, wonach das Gewebe abgekühlt und zu Röhrchenhüllen geschnitten wird, von denen jede einzelne als Umhüllung für einen leitenden Stab und aktives Material angebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein Polyolefin, beispielsweise ein Polyäthylen, verwendet wird.