DE2122954A1 - Band-shaped galvanic element - Google Patents
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Description
tI Bandförmiges Galvanisches Element " Die Erfindung betrifft ein bandförmiges galvanisches Element, insbesondere zwei einseitig, streifenförmig in Längsrichtung mit Elektrodenschichten auf nichtleitenden Trägerbänder versehenes galvanisches Element, weist als besonderes Merkmal auf, daß wenigstens eines,der beiden einseitig elektrodenbeschichteten nichtleitenden Trägerbänder, auf der unbeschichteten Flächenseite mit Elektrolytflüssigkeitszuführungsrillen (23) versehen ist, welche in beidseitig in die leitenden Randstreifen (19,19') eingestanzte Fenster (25,25') einmdndonO Das zugehörige Distanz oder Separatorband, weist in gleichem Abstand und Anordnung ebenfalls in seine Randstreifen (20,20') eingostanzte Fenster (25,25') auf.tI ribbon-shaped galvanic element "The invention relates to a band-shaped galvanic element, in particular two on one side, strip-shaped in Longitudinally provided with electrode layers on non-conductive carrier tapes galvanic element, has a special feature that at least one, the both one-sided electrode-coated non-conductive carrier tapes, on the uncoated one Surface side is provided with electrolyte liquid supply grooves (23), which in windows (25.25 ') punched into the conductive edge strips (19.19') on both sides einmdndonO The associated distance, or separator tape, points at the same distance and arrangement of windows (25.25 ') also punched into its edge strips (20, 20') on.
Die beiden elektodendenbeschichteten Trägerbänder werden mit der unbeschichteten mit Elektrolytzuführungsrillen versehenen anderen Blächenseite so gegeneinander angelegt, daß ein Aktivschicht -streifen deckungsgleich auf einen Aktivschichtstreifen entgegen -gesetzter Polarität zu liegen kommt.The two carrier tapes coated with electrode ends are combined with the uncoated with electrolyte supply grooves on the other side of the surface against each other laid out that an active layer strip is congruent with an active layer strip opposite polarity comes to lie.
Zusammen mit einem Distanzband als Separator aufgewickelt, stellt diese Bandwicklung eine Batterie dar, deren besonderer Vorzug darin besteht, daß die manuelle Montage der Elektroden und deren Verbinder, die bei Batterien mit plattenförmigen Elektroden unuragänglich ist, sich arübigt.Wound up together with a spacer band as a separator this tape winding is a battery, the particular advantage of which is that the manual assembly of the electrodes and their connectors, which is the case with batteries with plate-shaped Electrodes is inaccessible, gets busy.
Die Größe der gewtfnschten Batterie, bzw0 die Kapazität ergibt sich aus zur aufgewickelten Windungszahl der Bänder0 Außer einem Hohlzylinder als wickelkern, der gleichzeitig als Behälter für die lktrolytfliissigkeit dienen kann, sind keine Zellenehäuse, die bei bisherigen Batterien ein erhebliches Ballast0£rwic,nt darstellten, erforderlich. Einige Windungen unbeschichtetes porenfreies Trägerband bildet den Außenmntel, sozusagen das Außengehäuse der Batterie0 Fig. 7 zeigt die elektrodenbeschichtete (1,2,) Oberseite eines einseitig beschichteten rägerbandes.The size of the desired battery or the capacity results from the number of windings of the tapes 0 Except for a hollow cylinder as a winding core, which can also serve as a container for the electrolyte liquid are not Cell housings, which represented a considerable ballast in previous batteries, necessary. A few turns of uncoated, pore-free carrier tape forms the Outer jacket, so to speak, the outer casing of the battery0 Fig. 7 shows the electrode-coated (1, 2,) top of a carrier tape coated on one side.
Fig. 8 zeigt die unbeschichtete mit Elektrolytzuführungsrillen (23) versehene Unterseite desselben Trägerbandes.Fig. 8 shows the uncoated with electrolyte feed grooves (23) provided underside of the same carrier tape.
Fig. 9 zeigt einen lotrechten Schnitt der Figo 8 in Richtung der Linie y - y Fig. 10 zeigt eine andere Ausführung der Elektrolytzuführung -rillen der unbeschichteten Unterseite des Trägerbandes.FIG. 9 shows a vertical section of FIG. 8 in the direction of the line y - y Fig. 10 shows another embodiment of the electrolyte feed grooves of the uncoated Underside of the carrier tape.
Fig. 10 a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Elektrolyt -zuführungsrillen, der unbeschichteten Trägerseite.Fig. 10 a shows a further embodiment of the electrolyte supply grooves, the uncoated carrier side.
Fig. 11 zeigt das zugehörige Distanzband als Separator und lektrolytaufnehmer, bzw, Speicher.Fig. 11 shows the associated spacer band as a separator and electrolyte receiver, or, memory.
Figo 12 zeigt einen Schnitt durch eine fertige Batterie.12 shows a section through a finished battery.
Fig. 13 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Fig. 12, des als Wickelkern dienenden Elektrolytvoratsbehälters.Fig. 13 shows another embodiment of FIG. 12, as Winding core serving electrolyte reservoir.
Fig. 14 a und b zeigt eine Ausführung der als Elektroden und Randstreifenverbinder unter den Aktivschichten abgelagerten Schichtstreifen 18, und zwar a des einen und b des anderen Trägerbande 5 Fig. 15 a und b zeigt ein anderes Ausfuhrungsbeispiel der Figo 14 a und b.14 a and b shows an embodiment of the as electrodes and edge strip connectors Layer strips 18 deposited under the active layers, namely a of the one and b of the other carrier tape 5, FIGS. 15 a and b shows another exemplary embodiment FIGS. 14 a and b.
Wie aus Fig. 7 und anderen zu ersehen ist, sind in die elektrisch von der oberen zur unteren Bandseite leitenden Randstreifen 19,19' Fenster 25, 25' für den Durchtritt der Elektrolytflssigkeit eingestanzt. Diese können uadratisch, rund oder anders geformt sein0 Bevorzugt in den positiven (1) oder aber auch in den negativen Aktivschichtstreifen (2), sind ebenfalls Fenster 24 oder feins Foren einmündend in die Elektrolytzuführungsrillen (23) vorhanden, um den Durchtritt der Elektrolytflussigkeitzu erlauben.As can be seen from Fig. 7 and others, are in the electrical from the upper to the lower side of the tape conductive edge strips 19, 19 'windows 25, 25' stamped for the passage of the electrolyte fluid. These can be square, Round or differently shaped0 Preferably in the positive (1) or also in the negative active layer strips (2) are also windows 24 or fine forums opening into the electrolyte supply grooves (23) to allow the passage of the To allow electrolyte fluid.
Zwischen den Aktivschichten (1,2,) befinden sich nichtleitende beispielsweise mit Siliconlack fliissigkeitsabweisend gemachte Trennstreifen 3.For example, there are non-conductive layers between the active layers (1, 2) Parting strips made liquid-repellent with silicone varnish 3.
Bei der Verwendung elektrodenbeschichteter Trägerbänder in Secundärbatterien, genügt meist nicht ein einmaliges Durchtränken der saugfähigen tränkbaren Streifen 21 (Fig. 11) des Distanzbandes, weil die Konzentration der als Elektrolyt dienenden Säure oder anderer Substanzen, rasch absinkt0 Erfindungsgemäß wurde dieser Mangel durch einen Kreislauf der Elektrolytflüssigkeit durch Elektrolytzuführungsrillen 23 und > in diese mündende Durchtrittsöffnungen oder Poren 24, (Fig. 8, 9,10,10a) behoben.When using electrode-coated carrier tapes in secondary batteries, In most cases, it is not sufficient to soak the absorbent soakable strips once 21 (Fig. 11) of the spacer band, because the concentration of the electrolyte Acid or other substances, drops rapidly0 According to the invention, this deficiency became by a circuit of the electrolyte liquid through electrolyte supply grooves 23 and> through openings or pores 24 opening into these, (Fig. 8, 9, 10, 10a) Fixed.
Vorzugsweise werden die Elektrolytzufihrungsrillen 23 diagonal von Fenster 25' zu Fenster 25 verlaufend ausgeführt. Sie können auch zum Fenster 25 hin sich zum Zwecke der Beseitigung von eventuellen Ablagerungen und Verstopfungen, sowie zur angleichenden Konzentrationsverteilung der aktiven Elektrolytsubstanz, erweitern. (Fig. 10) Ein anderes Ausfihrungsbeispiel der Elektrolytzuführungsrillen, ist aus Fig. 10 a ersichtlich. Ein System von in Längsrichtung parallel auf den Elektrodenschichten verlaufenden Nebenrillen 23' werden von den Hauptrillen 23 gespeist.Preferably, the electrolyte supply grooves 23 are diagonally from Window 25 'running to window 25. You can also go to window 25 for the purpose of removing any deposits and blockages, as well as for the equalizing concentration distribution of the active electrolyte substance, expand. (Fig. 10) Another embodiment of the electrolyte supply grooves, can be seen from Fig. 10 a. A system of lengthways parallel to the Secondary grooves 23 ′ running through electrode layers are fed by the main grooves 23.
Um auch den Durchfluß der Elektrolytflüssigkeit durch die Rand -streifen 20, 20' des gleichbreiten Distanzbandes (Fig01l) zu ermöglichen, sind in dieses ebenfalls Fenster 25, 25t eingestanzt.In order to also allow the electrolyte fluid to flow through the edge strips 20, 20 'of the equally wide spacer band (Fig01l) are included in this also punched windows 25, 25t.
Fig. 12 zeigt im Schnitt eine aus zwei einseitig elektroden -beschichteten Trägerbändern mit Elektrolytzuführungsrillen auf der anderen Bandflächenseite und Fenster 25, 25' zusammen mit einem Distanzband nach Fig. 11 als Separator fertig gewickelte Batterie 100 Dabei ist der Wickelkern 26 ausgebildet als Hohlzylinder, welcher als Behälter für die Elektrolytflüssigkeit dient0 Dieser Wickelkernbehälter 26 ist durch eine Trennwand unterteilt in die obere Kammer a und die untere Kammer bo Der äußere Mantel des Behälters 26, weist eine obere 27' und eine untere Ringnut 27 auf.12 shows in section one of two electrodes coated on one side Carrier tapes with electrolyte feed grooves on the other side of the tape surface and Window 25, 25 'together with a spacer band according to FIG. 11 as a separator wound battery 100 The winding core 26 is designed as a hollow cylinder, which serves as a container for the electrolyte fluid 0 This The winding core container 26 is divided into the upper chamber a by a partition wall and the lower chamber bo The outer shell of the container 26, has an upper 27 ' and a lower annular groove 27.
Diese Ringnuten 27, 27' sind durch Bohrungen 32, 32', mit der jeweils darunter befindlichen Kammer ta, b) verbunden.These annular grooves 27, 27 'are through bores 32, 32', with the respectively chamber below located ta, b) connected.
Die Ringnuten 27, 27' entsprechen in ihrem Abstand zueinander, dem Abstand der in die Bander eingestanzten Fenster 25 - 25', welche beim Aufwickeln der Bänder auf die Ringnuten 27, 27t zu liegen kommen.The annular grooves 27, 27 'correspond in their distance from one another, the Distance between the windows 25 - 25 'punched into the bands, which during winding of the bands come to rest on the annular grooves 27, 27t.
Die elektrisch leitenden Randstreifen 19, 19' und 20, 20' bekom -men mit ihrer ersten Windung Kontakt zu auf dem Außenmantel des Behälters 26 befindlichen ring oder napfförmigen Stromabnehmern 28, 28'. Diese bestehen vorzugsweise aus Metall, oder auch aus Kohle, wobei der eine Stromabnehmer 28 positives, der andere negatives Potential bekommt0 Ein Wickelteller 38 verhindert ein nach unten rutschen der Bratterielarricklungo Dieser Wiekeltoller 38 ist außerdem vorzugs -weise auf seiner der Wicklung zugekehrten Flächenseite mit einer Schicht einer geeigneten Dichtungsmasse versehen, außerdem kann die Wicklung der Batterie 10 auch auf der entgegengesetzten Seite mit einer Dichtungsmasse abgedichtet sein.The electrically conductive edge strips 19, 19 'and 20, 20' get -men with their first turn in contact with those on the outer surface of the container 26 ring or cup-shaped current collectors 28, 28 '. These are preferably made of metal, or made of coal, one current collector 28 being positive and the other negative Potential gets 0 A winding plate 38 prevents the Bratterielarricklungo from sliding down This Wiekeltoller 38 is also preferably on its side facing the winding Provide the surface side with a layer of a suitable sealant, as well the winding of the battery 10 can also be on the opposite side with one Sealant be sealed.
weiter befindet sich in der Kammer b des Behälters 26 eine Xolben-Plugel - oder Zahnradpumpe 29, in einem Steigrohr 30, welche die Elektrolytflussigkeit von der Kammer b in die Kammer a pumpt, um von dort aus durch die Bohrungen 32' in die Ringnut 27 t S danach in die Fenster 25' und dann durch die Rillen 23 strömt, oder gedrückt wird, um anschließend durch die Fenster 25 über Ringnut 27 und Bohrungen 32 in die untere Voratskammer b zurückzufließen.there is also a Xolben plugel in chamber b of container 26 - Or gear pump 29, in a riser pipe 30, which the electrolyte liquid pumps from the chamber b into the chamber a, from there through the bores 32 ' flows into the annular groove 27 t S then into the window 25 'and then through the grooves 23, or is pressed to then through the window 25 via annular groove 27 and holes 32 to flow back into the lower storage chamber b.
Der Pumpmotor wird mit 36 schematiseh angedeutet.The pump motor is indicated schematically at 36.
Die Antriebswelle der Pumpe 29 ist mit 55 beziffert.The drive shaft of the pump 29 is numbered 55.
Ablaßöffnung 37 wird mit einer Dichtung und Schraube abgedichtet.Drain port 37 is sealed with a gasket and screw.
Einfililöffnung 39 kann mit einem Ventil oder ähnlichem versehen sein0 Um beim Rochpumpen der Elektrolytflüssigkeit aus der Kammer b in die Kammer a kein Vakuum in der Kammer b entstehen zu lassen, ist in der Trennwand der beiden Kammern a, b, ein Druckausgleichs -rohr 31 angeordnet.Inlet port 39 can be provided with a valve or the like In order to avoid pumping the electrolyte liquid from chamber b into chamber a Creating a vacuum in chamber b is in the dividing wall of the two chambers a, b, a pressure equalization pipe 31 is arranged.
Ein Schwimmer 33 betätigt einen Schalter 34 beim erforderlichen Höchststand und Tiefstand der Elektrolytflüssigkeit in der Kammer a und schaltet den Pumpmotor entsprechend aus und ein.A float 33 operates a switch 34 at the required maximum level and low level of the electrolyte liquid in chamber a and switches the pump motor off and on accordingly.
Selbstverständlich ist dieses rythmische Arbeiten der Pumpe 29 nur während der Stromentnahme, sowie beim Ladevorgang der Batterie erforderlich.Of course, this rhythmic operation of the pump 29 is only required during power consumption and when charging the battery.
Die Fig. 13 unterscheidet sich von Fig. 12 besonders nur durch das hier nach außen durch die Behälterwandung 26 geführte Druck -ausgleichsrohr 31, sowie durch das in die Trennwand der beiden Kammern (a,b) eingebaute schematisch angedeutete Elektroventil 40.FIG. 13 differs from FIG. 12 only in that here to the outside through the container wall 26 pressure equalization pipe 31, as well as by the schematically built into the partition of the two chambers (a, b) indicated solenoid valve 40.
Hierbei kann Schwimmer 33 - Schalter34 auch als Membrandruck -schalter ausgebildet sein, Beim Hochpumpen det Elektrolytfliissigkeit in die Kammer t wird die Luft dieser Kammer zusammengepresst und schaltet nach Erreichen eines bestimmten Druckes durch den Membranschalter 33 - 34 den Pumpmotor 36 ab und nach Unterschreiten eines bestimmten Druck -wertes wieder ein, Das Elektroventil 40 hat die Aufgabe, nach Außerbetriebsetzung der Batterie, die Elektrolytflüssigkeit rasch von der Kammer a in den unteren Teil der Kammer b fließen zu lassen.Here, float 33 - switch 34 can also be used as a membrane pressure switch When the electrolyte liquid is pumped up into the chamber t the air in this chamber is compressed and switches off after reaching a certain level Pressure through the membrane switch 33 - 34 the pump motor 36 from and after falling below of a certain pressure value again, the function of the solenoid valve 40 is to After the battery has been taken out of service, the electrolyte fluid is rapidly removed from the chamber a to flow into the lower part of chamber b.
Dies kann zweckmäßig sein bei Verwendung von in der Elektrolyt -fliissigkeit gelöster, agressiver, die Elektroden durch längeres Einwirken angreifender Substanzen.This can be useful when using in the electrolyte liquid dissolved, more aggressive substances that attack the electrodes through prolonged exposure.
Besonders ist dabei an die Anwendung einer Kombination Zink als negative Beschichtung und Halogene wie z030 Brom gelöst in der Elektrolytflssigkeit und zugeführt einer positiven Aktivkohlen -beschichtung gedacht.In particular, the use of a combination of zinc is considered negative Coating and halogens such as z030 bromine dissolved in the electrolyte liquid and fed a positive activated carbon coating.
Jm Gegensatz zur Bleibatterie mit einer Einful'lmonge der Schwefelsäure bis zur oberen Ringnut 27', darf der Flüssigkeitsspiegel, im unbenützten Zustand der Batterie bei Verwendung von Brom -Zink, nur bis zur unteren Ringnut 27 reichen.In contrast to the lead-acid battery with a dose of sulfuric acid up to the upper annular groove 27 ', the liquid level, in the unused state of the battery when using bromine-zinc, only reach as far as the lower ring groove 27.
Ein Akkumulator dieser Kombination enthält natürlich in der Elektrolytflüssigkeit außer freiem Brom, noch gelöste Bromsalze wie z.B. Bromkalium und Zinkbromid.An accumulator of this combination naturally contains in the electrolyte liquid In addition to free bromine, there are still dissolved bromine salts such as potassium bromide and zinc bromide.
Hervorstechend ware bei diesem Akkumulator das höchstens die Hälfte botrçgende Gewicht,gegendber einem Blei - Akkumulator Orleicher Bauart.In the case of this accumulator, that would be outstanding at most half Large weight compared to a lead accumulator of the same design.
Die als elektrisch leitende Grundschicht unter den Aktivschichten und als Elektrodenverbinder auf dem nichtleitenden Trägerband aufgebrachten Schichtstreifen 18, können vorzugsweise auch aus Graphit wegen seiner chemischen Beständigkeit bestehen.As an electrically conductive base layer under the active layers and layer strips applied as electrode connectors to the non-conductive carrier tape 18, can preferably also consist of graphite because of its chemical resistance.
Nachteilig ist aber dessen hoher elektrischer Widerstand.However, its high electrical resistance is a disadvantage.
Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil nach Fig. 14 weitgehend behoben. Dabei sind a und b die beiden mit Schichtatreifen 18 beschichteten Trägerbänder, bestehend aus dünnen Graphitschichten, diese erhalten in minimalen Abständen strichförmig, xutleitende Kupfer oder Silberstreifen 18', welche durch Sulfidierung chemisch beständig gegen die Elrktrolytflssigkeit gemacht werden.According to the invention, this disadvantage according to FIG. 14 is largely eliminated. A and b are the two carrier tapes coated with laminated tires 18, consisting of thin graphite layers, these are given as lines at minimal intervals, xutleitende copper or silver strips 18 ', which are chemically resistant through sulfidation against the electrolyte liquid.
Ähnlich sind die Schichtstreifen 18 nach Fig. 15 a und b ausgeführt. Jn diesem Beispiel sind die Graphitsohichtetreifen 18, etwas über die Hälfte mit porösen, dünnen, Sulfidierten, Kupfer oder Silberschichten 18 " und strichförmigen, Kupfer oder Silbersulfidstreifen 18' versehen.The layer strips 18 according to FIGS. 15 a and b are designed similarly. In this example the graphite coating strips 18 are a little over half with porous, thin, sulphided, copper or silver layers 18 "and line-shaped, Copper or silver sulfide strips 18 'provided.
Jn Fig. 14 t und Fig. 15 a haben die den Fenstern 25, 25' nächst -gelegenen Schichtstreifen 18, über die Stege zwischen den Fenstern 25, 25', elektrisch leitende Verbindung mit den ß*ndatreifen 19, 19', während die Schichtetreifen 18 in den Fig. 14 b und 15 b, durch Trennstreifen 3 von den Randstreifen 19, 19' isoliert sind.In FIG. 14 t and FIG. 15 a, those closest to the windows 25, 25 'have Layer strips 18, electrically conductive over the webs between the windows 25, 25 ' Connection with the ß * ndatreifen 19, 19 ', while the layered strips 18 in Figs. 14 b and 15 b, are isolated from the edge strips 19, 19 'by separating strips 3.
Claims (1)
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DE2122954A1 true DE2122954A1 (en) | 1972-11-23 |
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DE (1) | DE2122954A1 (en) |
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1971
- 1971-05-10 DE DE19712122954 patent/DE2122954A1/en active Pending
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