DE2132690C3 - Bleiakkumulatorenzelle mit positiven und negativen Platten - Google Patents

Description

Die Erfind- ng betrifft eine Bleiakkumulatorenzelle mit positiven und negativen Platten, bei der die Platten jeweils aus mchre/en vt icinander getrennten, senkrecht übereinanderscihendpn Teilplatten bestehen. Insbesondere sind Bleiakkumulatorenzellen großer Bauhöhe Gegenstand der Erfindung.

Die Gitter von Platten für Bleiakkumulatoren bestehen auch bei sehr hohen Zellen, beispielsweise mit einer Bauhöhe von 1000 bis 1400 mm, aus einem Stück. Bei Platten für Stahlakkumulatoren sehr hoher Bauart dagegen besteht jede Platte aus mehreren, senkrecht übereinander angeordneten Teilplatten, die seitlich bcispielsweis durch U-förmige Metallstreifen ohne Zwischenraum hintereinandergeschaltet sind.

Beide Bauarten der Platten besitzen den gleichen nachfolgend beschriebenen Nachteil. Wird eine Zelle hoher Bauart beispielsweise mit einem hohen Strom entladen, so fließen in den Stromablcitern der Platten unterschiedliche Ströme. Der Strom steigt vom Plattengrund bis zum obersten Stromableiter linear an. Die Spannungsabfälle längs der Stromableiter steigen mit dem durch sie fließenden Strom an. Bei der Entladung eines Akkumulators sind sowohl die auf den Stromableitern der negativen Platten als auch die auf den Stromableitern der positiven Platten entstehenden Spannungsabfälle von der durch die Potcntialdiffercnz beider Platten erzeugten elektrischen Spannung zu subtrahieren. Die Stromwärmevcrluste in den Stromablcitern führen wegen der geringen Wärmeaufnahmefähigkeit der Platten zu schneller Erwärmung der Platten, wodurch sich der Widerstand und damit die Verluste weiter erhöhen. Bei einem linearen Anstieg des Stromes in den Stromablcitern der Platten des Bleiakkumulators vom Plattenfuß bis zum oberen Teil des Plattcnrahmens steigt die spezifische Verlustleistung auf den Stromablcitern bei konstantem Querschnitt von unten nach oben quadratisch mit dem Strom an, d. h., der obere Teil einer Zelle erwärmt sich stark, während der untere Teil <aum seine Temperatur verändert.

Dieser Effekt führt zu einem weiteren Nochteil be den bisherigen Plattenbauarten. Es kann sich keim natürliche Elektrolytzirkulation einstellen, d. h„ dii hohe Wärmeaufnahmefähigkeit der Elektrolytmeng« innerhalb der Zelle wird nur zu einem geringen Tei zur Wärmespeicherung ausgenutzt. Als Folge hiervor erreicht die Temperatur im oberen Teil schnell der zulässigen Grenzwert, ohne daß die Ze'le insgesam entladen ist.

ίο Als weiterer Nachteil, hervorgerufen durch der Spannungsabfall in den Stromableitern, ergeben sich zwischen den einzelnen Teilflächen der positiven unc negativen Platten, die sich in der Zelle gegenüberliegen, unterschiedliche Spannungen. Zwischen zwei Teilflächen im oberen Teil der Zelle ist die Spannung klein und zwischen zwei Teilflächen im unteren Teil dagegen groß. Die unterschiedliche Spannung zwischen den Teilflächen führt zu unterschiedlicher Stromdichte auf den Plattenoberflächen. Der Spannungsunterschied ist bei Beginn der Entladung im oberen Teil der Zelle größer und im unteren Teil der Zelle kleiner. Da im allgemeinen die Kapazität von Akkumulatoren bei Hochstromentladung sehr stark mit zunehmenden Strömen absinkt, führt die untcrschiedliche Stromdichte auf den Teilflächen der Platten zu einer Minderung der Kapazität

Die Aufteilung von Platten in Teilplatten ist z. B. der deutschen Patentschrift 112 113 zu entnehmen. Daraus ist bekannt, die Elektroden einer Polarität in jeweils vier Tcilplatten aufzuteilen, wobei die vier Teilplatten in der Mitte mittels eines Stromableiters parallel geschaltet sind. Die Abstützung der Platten erfolgt durch seitlich angelötete Streifen. Der mittlere Stromableiter dient dabei nicht dazu, sämtliche Platten einer Polarität miteinander zu verbinden, sondern ist mit dem seitlich angelöteten Streifen, welcher zur Verbindung der Platten einer Polarität dient, verbunden. Eine Anordnung ermöglicht es nicht, eine gleichmäßige Stromverteilung zu erreichen, und insbesondere kann bei dieser Anordnung keine ausreichende mechanische Festigkeit der Konstruktion erhalten werden.

Aus der französischen Patentschrift 338 620 ist eine Platte für Akkumulatoren bekannt, welche einen Rahmen aufweist, der durch Zwischenstege verstärkt ist. In den Fenstern des Rahmens sind Gittcrplatten angeordnet, die über den Rahmen mechanisch miteinandr verbunden sind. Bei dieser Anordnung sind die Tcilplatten in Reihe geschaltet, so daß sich eine gleichmäßige Stromverteilung nicht erreichen läßt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der oben erläuterten Anordnungen zu vermeiden und eine Zelle für einen Bleiakkumulator zu schaffen, in der eine gleichmäßige Stromverteilung und eine besscrc Masscausnutzung erreicht wird, so daß die Zelle insgesamt eine bessere Spannungslage erhält. Weiterhin sollen die Plattcnblückc der erfindungsgemäßen Zelle sich durch eine hohe mechanische Festigkeit auszeichnen, was insbesondere bei Akkumulatorcnzellen mit großer Bauhöhe von erheblicher Bedeutung ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die einen Teilplattcn mit einer oberen Polbrücke und die anderen Teilplatten mit einer untcrcn Polbrücke jeweils verbunden sind und daß die Polbrücken über Stromableiter mechanisch verbunden und elektrisch parallel geschaltet sind.

An Hand der Fig. 1 und 2 ist der Plattcnaufbau

;_,„„,.; der Erfindung niiher erläutert. Jede Elektrode Gesteht aus den Teilplatten 1 und 2. In den Figuren st eine Anordnung von zwei Teilplatten dargestellt; 2S könnten aber auch beliebig viele Teilplatten sinngemäß zu einer Platte vereinigt sein. Die Teilplatten 1 und 2 sind räumlich voneinander getrennt und stehen senkrecht übereinander. Sowohl die mechanische als auch die elektrische Kopplung erfolgt durch den Stromableiter4. Der Stromableiter ist sowohl mit der Stromfahne der unteren Teilplatte 2 als auch mit der Stromfahne der Teilplatte I nahe dem Polbolzen 3 verbunden. Die beiden Teilplatten 1 und 2 sind somit elektrisch parallel geschaltet.

Versuche haben ergeben, daß die oben beschriebene Übereinanderanordnung und Parallelschaltung der Platten eine deutliche Verbesserung der Spannungylage und eine erhebliche Steigerung der dem Akkumulator entnehmbaren Energie ergibt.

In weiterer Ausbildung der Elektrodenanordnung i'emäß der Erfindung werden zwei oder mehrere gleich große Teilplatten zusammeng^schalu-t. Dadurch ergibt sich eine Vereinfachung bei der Gitterherstellung sowie der Pastierung der negativen Platten und ein leichteres Masseeinrütteln bei positiven Röhrchenplatten. Da die Teilplatten grundsätzlich kleiner sind als die bisher bekannten Platten großer Bauhöhe, ist deren manuelle Handhabung viel einfacher und die maschinelle Fertigung leichter und rationeller.

In weiterer Ausbildung der Erfindung werden in den F i g. 3 bis 9 die Teilplatten im Rahmen eingebaut, wobei der Rahmen, derzui elektrischen Verbindung der Platten dient, gleichzeitig auch den festen mechanischen Zusammenhalt gewährleistet.

Gemäß F i g. 3 und 4 werden die oberen Teilplatten 1 an die obere Polbrücke 5 angeschweißt und die unteren Teilplatten 2 an die untere Polbrücke 6.

In Fig. 5, 6 und 7 sind in einem Doppelrahmen drei Polbrücken angeordnet.

In Fig. 5 sind die oberen Teilplatten 1 mit ihren Stromfuhnen 8 an die obere Polbrücke 5 und mit ihren Plattenfüßen9 an die mittlere Polbrücke 10 angeschweißt. Die unteren Teilplatten 2 sind mit ihren Stromrahnen 8 an die mittlere Polbrücke 10 und mit ihren Plattenfüßen 9 an die untere Polbrücke 6 angeschweißt. Diese Anordnung ist bei Hochstrombelastung der Zelle besonders vorteilhaft.

Die Fi g. 6 und 7 zeigen die Anordnung von mehrerer, übereinander angebrachten Teilplatteu in einem Doppelrahmen. Dir.· c Anordnung gestattet eine weitere Steigerung der entrehmbaren Kapazität.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Rahmen durch Einfügung eines mittleren Stromableiter? gemäß Fig. 8^in bezug auf seine Stromableitini» weiterhin wesentlich verbessert werden.

Im einfachsten Falle kann gemäß F i g. 9 statt eines Rahmens bzw. eines Doppelrahmens ein einziger mittlerer Stromableiter 7 ohne die seitlichen Stromableiter benutzt werden. Der gesamte Stromableiter ist dann T-förmig oder doppelt-T-förmig.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bleiakkumulatorenzelle mit positiven und negativen Platten, bei der die Platten jeweils aus mehreren voneinander getrennten, senkrecht öbereinanderstehenden Teilplatten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilplatten (1) mit einer oberen Polbrücke (5) und die Teilplatten (2) mit einer unteren Polbrücke (6) jeweils verbunden sind und daß die Polbrükken (5) und (6) über Stromableiter (4) mechanisch verbunden und elektrisch parallel geschalte, sind.

2. Bleiakkumulatorenzelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte aus Teilplatten gleicher Abmessungen besteht.

3. Bleiakkumulatorenzelle nach den Ansprüchen I u;.d 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromableiter TjiI eines Rahmens aus Stromableitern (4) und oberer und unterer Polbrücke (5,6) sind.

4. Blciakkumulaiüienzelle nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromableiter als mittlerer Stromableiter (7) T-förmig oder doppel-T-förmig ausgebildet ist.