DE2137311C3

DE2137311C3 -

Info

Publication number: DE2137311C3
Application number: DE2137311A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 6374 Steinbach Dehmelt
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1971-07-26
Filing date: 1971-07-26
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2137311A1; DE2137311B2

Description

Die Erfindung betrifft einen gasdichten Knopfakkumulator mit in einem Gehäuse angeordnetem Elektrodensatz aus zwei negativen Elektroden mit zwischenliegender, durch Separatoren getrennter positiver Elektrode.

Gasdichte Akkumulatoren sind seit geraumer Zeit bekannt, insbesondere haben sich gasdichte Nickel-Cadmium-Akkumulatoren in Form von sogenannten »Knopfzellen« beim Einsatz in transportablen Geräten — wie wiederaufladbaren Taschenlampen, elektronischen Blitzgeräten, elektrischen 7ahnbürsten und ähnlichen Geräten — bewährt.

Für Anwendungen mit niedrigen Entladesirömen werden im allgemeinen derartige Kleinakkumulatoren mit einer positiven und einer negativen flachen Elektrode verwendet. Für Hochstrombelastungen sind auch Akkumulatoren mit insgesamt vier Elektroden, und zwar je zwei negativen und zwei positiven Elektroden, bekannt. Für Spezialzwecke sind Knopfzeilen mit noch mehr Elektroden bekanntgeworden, wobei aber jeweils die gleiche Anzahl positiver und negativer Elektroden Verwendung findet, so daß insgesamt die Summe aller Elektroden immer eine gerade Zahl bildet. Dem Vorteil, den die Verwendung von zwei oder mehr Elektroden je Polarität im Hinblick auf eine gute Hochstrom belastbarkeit mit sich bringt, steht als Nachteil die Tatsache gegenüber, daß durch die Isolation der Elektroden gegeneinander und der Kontaktierung der glcichgepolten Elektroden miteinander relativ viel Raum für die Energiespeicherung verlorengeht, also die Kapazität des Akkumulators gegenüber den Ausführungen mit nur zwei Elektroden erheblich eingeschränkt wird. Zudem erfordert die komplizierte Montage eines Akkumulators mit vielen Elektroden einen erheblichen Aufwand an Vorrichtungen und Zeit. Schließlich ist auch die Anfälligkeit eines solchen aus vielen Einzelteilen zusammengesetzten Systems gegenüber inneren Kurzschlüssen und anderen Fehlern merklich erhöht.

Bei gasdichten Akkumulatoren (GB-PS 11 56 945 und 9 70 638) und bei Primärelementen (DTOS 18 02 351) ist es bekannt. Elektrodensätze zu verwenden, welche aus zwei negativen Elektroden und einer positiven Elektrode bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Knopfzelle mit einer solchen Elektrodenanordnung /u schaffen, die besonders gut für Hochstrombelastungen geeignet ist, deren Montage einfach ist und bei deren Innenaufbau sicher für die Vermeidung von Kurzschlüssen gesorgt isL

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die negativen Preßelektroden untereinander und mit dem Deckel der Knopfzelle verbunden sind, daß die positive Sinterelektrode mit dem Boden der Zelle verbunden ist und daß die untere negative Elekirode gegen den Gehäuseboden durch einen Separator sowie eine einen Teil des Bodens abdeckende Lippe der Dichtung isoliert ist.

Die Verwendung von positiven Sinterelektroden und negativen Preßelektroden ist vorteilhaft bei Anwendüngen, in denen der Akkumulator laufend einer Dauerladung unterzogen werden soll.

Durch die Verwendung von scheibenförmigen Separatoren wird eine Vereinfachung der Montage erreicht. Die Separatorscheiben sind untereinander mit Stegen verbunden und in an sich bekannter Weise aus Gewebe- oder Vi.c.-nalien geferti* .

Durch Verwendung eint- Dichtungsringes, der am Boden des Gehäuses in eine flache Ringlippe übergeht, werden irt Verbindung mit der untersten Separator's scheibe die Isolierung der untenliegenden Elektrode gegenüber dem Gehäuseboden und eine einfache Montage gewährleistet.

Die Hochstrombelastbarkeit einer erfindungsgemäßen Zelle ist gleich günstig wie bei einem System mit

ν vier Elektroden. Hierbei spielt offensichtlich mit, daß die /wischen der unteren negativen Elektrode und dem positiv gepolten Gehäuseboden sich bildende Doppelschk-htkapazität bei einer Stoßbelastung mitwirkt und in dem untersten Separator ein zusätzliches Elektrolyt-

vs reservoir zur Verfugung steht. Darüber hinaus begünstigen die dünn ausgebildeten negativen Elektroden die Diffusion des Elektrolyten, die bei Hochstrombelastung besonders für die negativen Elektroden von Bedeutung ist, während die positive Elektrode gegen Diffusionshemrnungen unempfindlicher ist und deshalb zwecks Erzielung besonders hoher Energiespeicherung als Einzelelektrode dicker ausgebildet werden kann.

Irt verschiedenen Versuchen wurde auch nachgewiesen, daß eine einfache Umkehrung der Elektrodenan-

4s Ordnung, also die Verwendung einer von zwei positiven umschlossenen negativen Elektrode, nicht zu dem geschilderten günstigen elektrischen Verhalten führt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung äußerst sich in der guten Überladefähigkeit des

so Akkumulators im hermetisch verschlossenen Zustand. Bekanntlich wird die Übcrladcfähigkeit bei gasdichten Nickel-Cadmium-Akkumulaloren durch eine Überdimensionierung der ungeladenen negativen Masse eingestellt, wobei für die Höhe des Überladestromes ins-

ss besondere eine besonders große Gesamtfläche der negativen Elektroden von Bedeutung is!. Die Verwendung von zwei negativen Elektroden bei nur einer positiven Elektrode begünstigt beim erfindungsgemäßen Akkumulator die Übcrladcfähigkeit außerordentlich.

hu Auch in der Fertigung ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen.

An Hand der Figur ist im folgenden ein erfindungsgemäßer Akkumulator im einzelnen beschrieben.

Die Figur zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäß auf-

(>s gebaute Knopfzelle. Der scheibenförmigen posiiivcn Elektrode I liegt auf jeder Seite je eine scheibenförmige negalive Elektrode 2 gegenüber. Die beiden negativen Elektroden sind durch eine Kontaktbrücke i mit-

verbunden. Die positive Elektrode I ist als ktrode, die negativen Elektroden 2 sind jedoch lektroden ausgebildet.

• Punktschweißstellc 4 ist die Kontaktbrücke Ϊ liven Elektroden mit dem vom Cehäuseboden

Deckel 5 elektrisch verbunden, während die ie Ableitung der positiven Ltektrode I über :iter 6 an der Punktschweißstelle 7 mit dem öoden 8 erfolgt.

Die scheibenförmigen Separatoien 9 sind über Stege 9a miteinander verbunden, wodurch die Montage erleichtert wird. Der Dichtungsring 10 geht unten in eine flache Ringlippe 10a über. Dadurch wird ohne ein zusätzliches Isolierteil gewährleistet, daß die untenliegen d·; negative Elektrode gegenüber dem positiv gepolten Gehäuseboden sicher isoliert wird, unabhängig davon, ob bei serienmäßiger Montage die unterste Separatorscheibe 9 beim Einbau sich exzentrisch verschiebt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasdichter Knopfakkumulator mit in einem Gehäuse angeordnetem Elektrodensatz aus zwei negativen Elektroden mit zwischenliegender, durch Separatoren getrennter positiver Elektrode, d a durch gekennzeichnet, daß die negativen Preßelektroden (2) untereinander und mit dem Dckkel (5) der Knopfzelle verbunden sind, daß die positive Sinterelektrode (I) mit dem Boden (8) der Zelle verbunden ist und daß die untere negative Elektrode (2) gegen den Gehäuseboden (8) durch einen Separator (9) sowie eine einen Teil des Bodem (8) abdeckende Lippe (1 Oa) der Dichtung (10) isolier* ist.

2. Gasdichter Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Separatoren (9) scheibenförmig und durch Stege (9a) untereinander verbunden sind.