DE2113337C3 - 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 elektrische Akkuinulatoren, insbesondere für Bleiakkumulatoren, bestehen aus einem stromleitenden Skelett mit einer auf ihm angebrachten aktiven Massed;.; 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 Röhichen haben hierbei den Zw:ck, 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; außcrdem müssen die Röhrchen auch me<. M-wischen 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. Derarlige 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 Krcuzungspunklen 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 medianische Festigkeit zu erreichen. Bei der Tränkung der Röhrchens weitgehend verlorengeht, wodurch die erforderliche Ausnutzung der aktiven Masse ι η der Elektrode nicht mehr gewährleistet ist Außerdem ist bei einer solchen Trankung die iJmdung der Fasern aneinander an den Kreuzungspunkten ruchi widerstandsfähig genug, um die durch die Volumenzunähme der aktiven Masse entstehenden Belastuneen aufnehmen zu können.

" Die bekannten derartigen Röhrchenelektroden be■ stehen 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 isolierender.· Glasfasermaterial umschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von aus Glasfasermaterial bestehenden Röhrchen ermöglich), die neben einer durch das Glasfasergewebe beding ten chemischen Widerstandsfähigkeit ausreichende Porosität besitzen und eine befriedigende media nische Festigkeit aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein geflochtener Glasfaserschlauch über einen oder mehrere Dorne geführt wird, die unter Erhitzung fiuidisienen Kunststoff passieren, wobei das Kunststoffpulver auf dem Glasfasergewebe schmilzt oder sintert und sich hauptsächlich auf die Kreuzungspunkle der Gewebefäden konzentriert, \vo nach 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 ais Kunststoff ein Polyolefin, beispielsweise ein Polyäthylen, verwendet wird.

Durch die crfindungsgemäße Beaufschlagung der Oberfläche des Glasfaserschlauches mit feinem Kunststolfpulver setzt sich dieses vornehmlich an den Kreuzungsstellcn 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 Glasfaser-Schlauches 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 zäh,-flüssig ist und eine sichere Verbindung der Glasfasern an den Kreuzungspunkten gewährleistet. Es können jedoch auch andere Polyolefine und auch andere gecigctc Kunststoffe Anwendung linden, die den vorstehend genannten Bedingungen genügen.

Die Zeichnungen dienen der Erläuterung des Verfahrens. und es bedeutet

Fig. 1 Darstellung eines Teils eines Röhrchens,

3 ⁴

F i g. 2 Darstellung gemäß F i g. 1 in vergrößertem den Kreuzungsstellen dei ^^^mTdmch den

Maßstab, g'Sf^eTZd-Tch_eefühn anTchließend wird der Fig. 3 Darstellung einer der Durchführung des Behalter 9 ^hind _f ^ur,^c^,^"'_beelaRertenPolyäthylen-Verfahrens dienenden Vorrichtung, Glasfaserstnimpf 4 nut den aog^ |_chmelztemperatur Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht einer 5 komern2 aut aie sn .^ _{durch eine} Hoch-Elektrode, erlutzt. Diese Beheizung _{β g hQmm} ^. F i g. 5 Seitenansicht gemäß F i g. 4, f requenzspuIe 12 ehe um ü ^ ^ ^.^ Fig. 6 Darstellung eines aus einem Glasfaser- ordnet ist Es f^ann^ _{d werden}. _Der DornS geflecht bestehenden Röhrchens, andere Heizquelle ^v«^r*^eJ°_hlkaininer 13, in der das Fig. 7 Darstellung eines aus einem Glasfaser- 10 erstreckt sjch durch ^e^ ^^^d _{wird A]s} Kühlmittel gewebe bestehenden Röhrchens, weich«/?Wf ve^S^ Diese Vorrichtung ge-F i g. 8 Darstellung eines Mehrfachröhrchens. wird hierbei Lur\erwerι Herstellung, Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Röhrchen, das aus wahrleistet eine kont-nu^che _y,_enkörnern einem Glasfasergewebe 1 besteht, das an den wobei der "^"Su^ 4 _zur Herstellung der Kreuzungspunkten mit a-ifgesintenen Polyäthylen- 15 versehene ^Kunsts^"™ _Längenabschnitten aufkörnern 2 ausgestattet ist. Wie insbesondere die Röhrchen in geeigneten ^a g Fig. 2 zeigt, befinden sich diese Polyäthylenkörner2 getrennt wird Elektrode, die aus den vornehmlich an den Kreuzungsstellen der Glas- , .^Die, ^hiJ;, S_{n 14 bes}teht die von der aktiven fasern 1, ohne die zwischen den Glasfasern 1 ge- lenende,Gm stäben 14 besteh^ ^ ^ _rö^ bildeten Poren zu verschließen. » Masse 15 "»gebentan α.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist auf einer Spule 3 ein ^.¹ViISTl₄ snd oben und unten durch

Glasfaserstnimpf 4 aufgewickelt, der kontinuierlich Die G ^tte"^{tabe 1}J _mileinander verbunden, wo-

iiber einen Metalldorn 5 gezogen wird, der auf einer Querlas ten 17 "ⁿJ J"_d "¹^_n, _Leiste 17 aus leiten-

sich in Pfeilrichtung drehenden Laufrolle 6 ruht, die bei üblicherweise nur die ο _Querieiste 17

auf ihrem Umfang mit einem Friktionsmaterial be- a₅ dem Material t«swht AJ α

legt ist, um das Aufziehen des Glasfaserschlauches 4 schließt_Mch e,m- KontakUah^ ^ ^^ ^

auf den Dorn 5 zu unterstützen. _f « It während die Fi g. 7 ein gleiches Röhr-

Der Dorn ist mit seinem anderen Ende zw.schen ^f?^ser^^flech^^"L^ewebe zeigt

dem Laufrollenpaar 7, 8 gelagert. In einem Be- chen aus e.nem G asfa^s^_fachröhf_{chen) das durch}

halter 9 ist Polyäthylenpulver 10 enthalten, das über ₃o D'e Fig iz gt em hergestellt ist. Ein

eine Einblasleitung 11 durch Luft in einen schweben- die bek^a^J[J^⁰"3?_F j „ 8 kann natürlich auch

den Zustand versetzt wird, um sich auf der Ober- ™^ch\^[%\°^™S£n eine! Glasfasergewebes ge-

f.iiche des Glasfaserschlauches 4 auf den Glasfasern 1 durch Zusammennähen

abzulagern, wobei die Ablagerung vornehmlich an bildet werden.

Hierzu 1 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 vorn 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 hauptsächlieh 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.

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

Glasfaserhülle mit einem flüssigen Kunststoff ergibt ich aber ein wesentlicher Nachteil insoweit, als