DE2138707A1 - Galvanische zelle, insbesondere knopfzelle - Google Patents

Galvanische zelle, insbesondere knopfzelle

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Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Zelle, insbesondere Knopfzelle, die in einem becherförmigen Gehäuse untergebracht ist, dessen Stirnfläche durch ein gegen das Gehäuse isoliertes Deckelteil verschlossen ist.
Derartige galvanische Elemente sind bisher in Gehäusen aus Metall, insbesondere aus vernickeltem Stahlb.e/lch, untergebracht. Diese Gehäuse bestehen aus einen Becher, einem Deckelteil und einer Dichtung, welche den Becher und den gegensätz-
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lieh gepolten Deckelteil elektrisch voneinander trennt. Da diese mit gegensätzlichen elektrischen Potentialen versehenen Gehäuseteile naturgemäss sehr dicht aneinander liegen, besteht bei derartigen Zellen eine grosse Kurzschlussgefahr.
Häufig bestehen derartige galvanische Elemente nicht aus Einzelzellen, sondern bilden aus mehreren hintereinander geschalteten Zellen bestehende Batterien, da die den Zellen eigene Spannung von 1,2 bis 1,5 Volt in den meis'ten Fällen nicht ausreicht. Derartige mehrzellige Gehäuse werden mit einem sogenannten Schweissbecher hergestellt, der zunächst auf dem Deckel der ersten Zelle durch Punktschweissung fixiert wird und dann durch einen weiteren Schweissvorgang mit der in ihm eingesetzten zweiten Zelle verbunden wird. Der Einbau von Elektrodensätzen in solche metallischen Gehäuse wie auch der Zusammenbau der Einzelzellen zu Batterien muss sehr sorgfältig geschehen, um innere und äussere Kurzschlüsse zu vermeiden. Aus diesem Grunde sind zum Transport derartiger bekannter, in metallischen Gehäusen untergebrachter Zellen besondere Transportpaletten mit im Abstand voneinander angeordneten Halteelementen erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, galvanische Zellen der beschriebenen Art zu schaffen, deren Herstellung mit einer erheblichen Zeit- und Arbeitsersparnis möglich ist und bei welchen die Gefahr innerer und äusserer Kurzschlüsse praktisch vollständig vermieden wird.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das becherförmige Gehäuse und das DeckeHßil aus Kunststoff bestehen und an den einander entgegengesetzten Flächen Pole aus elektrisch leitendem Werkstoff vorgesehen
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sind. Hierdurch ist es möglich, dass der Becher in einem einzigen Spritzvorgang hergestellt wird und in diesem lediglich Einsätze aus elektrisch leitendem Werkstoff vorgenommen werden.
Die Pole sind zweckmässig formsch.lüssig in in den Kunststoff teilen vorgesehenen Durchbrechungen gehalten, wodurch eine einfache Herstellung ohne besondere Befestigungsmittel möglich ist.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, dass das Kunststoffgehäuse als ein schmaler zylindrischer Körper ausgebildet ist j der an seinem Rand einen Bund für die Auflage des Deckel teils aufweist. Nach Einlage des galvanischen Elements in das Bechergehäuse ist die Auflagestelle zwischen Deckelteil und Gehäuserand lediglich fest zu verschliessen, z.B. thermisch, durch Hochfrequenz, durch Ultraschall oder durch Verklebung·
Ein solches Kunststoffgehäuse ist gemäss der Erfindung mit besonderem Vorteil für Mehrkammergehäuse, insbesondere Zweikammergehäuse, verwendbar, wozu das Gehäuse mit einem einstückig angeformten Zwischenboden ausgebildet ist, in welchem ebenfalls formschlüssig ein Pol gehalten ist. Gegenüber dem beschriebenen Schweissbecher bei den^bislier bekannten Batteriegehäusen ergibt sich der Vorteil, dass die Herstellung besonders einfach und billig ist und die Kurzschlussgefahr vermieden wird.
Um ein seitliches Verschieben der in das Gehäuse eingelegten Zelle zu verhindern, ist es zweoktnässig, wenn an der inneren
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Wandung des Gehäuses Zentriernasen angeformt sind, die beim Spritzvorgang des Kunststoffgehäuses angeformt werden.
Auch der Einbau einer Kontaktvorrichtung ist bei einem derartig ausgebildeten Gehäuse in einfacher Weise möglich, z.B. indem auf der Innenseite des Deckelteils eine sich in das Gehäuse abspreizende, mit dem Pol verbundene Kontaktfeder angeordnet ist.
Wenn die Kunststoffteile aus durchsichtigem Kunststoff bestehen, so ergibt sich im Gegensätzen den bisher bekannten metallischen Gehäusen noch der Vorteil, dass eine leichte Kontrolle, z.B. des Aufblähens der Zellen nach längerem Gebrauch, möglich ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung, in welcher ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt ist. Hierin zeigen;
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines durchsichtigen Doppelkammer-Gehäuses,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine galvanische,Zelle im Doppelkammer-Kunststoffgehäuse.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gehäuse zur Aufnahme von galvanischen Zellen 11 und 12, 13j 1^» die in vorliegendem Fall als Knopfzellen ausgebildet sind, handelt es sich um ein Doppelkammer-Gehäuse, in welchem zwei becherförmige Aufnahmeräume gebildet sind. Dieses wird durch ein einstückiges Kunststoffteil 18 erreicht, das eine Zylinderwandung 18a mit einem in der Mitte vorgesehenen Zwischen-
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boden 18b enthält· In dem Zwischenboden 18b befindet sioh eine zentrische Durchbrechung, in welcher ein Einsatz 19 aus elektrisch leitendem Material formschlüssig gehalten wird, indem zwei mittlere Nasen 18c des Zwischenbodens in entsprechend geformte Profilausschnitte des Einsatzes 1°· eingreifen»
Zum Verschliessen des Doppelkatnmer-Gehäuses nach dem Einlegen der Zellen 11, 12, 13 und "\k sowie der jeweils zwischen den Zellen befindlichen Separatoren 15 und 16 sind Stirnteile 20, 21 vorgesehen, die ebenfalls aus dem gleichen Kunststoff gebildet sind und zentrische Polstücke 22, 23 aus metallisch leitendem Werkstoff aufweisen. Diese sind in der gleichen Weise formschlüssig mit dem Kunststoffteil verbunden, wie es im Zusammenhang mit dem Zwischenboden beschrieben wurde« Das Anbringen der metallisch leitenden Polstücke 19, 22, 23 in den Kunststoffteilen kann bereits beim Spritzvorgäng erfolgen, wobei die Polstücke in der Kunststoff-Spritzform durch ein leichtes Vakuum festgehalten und während des Spritzvorgangs von dem geschmolzenen Kunststoff umströmt und in ihm eingeschlossen werden. Da der Ausdehnungskoeffizient des Kunststoffs grosser als der des Metalls ist, wird die Verbindung nach dem Erkalten unlösbar· Ausserdem ist eine vollkommen gas- und flüssigkeitsdichte elektrisch leitende Verbindung der Elektrodensätze gegeneinander möglich, ohne dass die Gefahr von Kurzschlüssen besteht·
An den Polstücken 22 und 23 der Frontplatten 20, 21 sind nach innen ragende Kontaktfedern 25, 26 angebracht, die mit den Polstücken vernietet oder verschweisst werden. Die Schenkel dieser Kontaktfedern spreizen sioh nach innen ab
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und gewähren einen festen Auflage- und Kontaktdruck, Um ein seitliches Verschieben der Elektrodensätze innerhalb der Kammern zu verhindern, können am inneren Umfangsmantel Zentriernasen 27, 28 angebracht sein, die gleichzeitig beim Spritzvorgang eingeformt werden.
Die Kontaktteile in der Kammerzwischenwand und in den Stirnplatten können aus Stahl, Chromnickelstahl, Nickel oder anderen geeigneten metallischen bzw· elektrisch leitenden Werkstoffen hergestellt sein. Nachdem die Zellen in die Kammern eingelegt sind, werden die zugehörigen Stirnplatten 20, 21 mit ihrem Innenbund auf den vorstehenden Rand des Kunststoffgehäuses passend aufgelegt und an diesen Auflageflächen durch Verkleben, Wärmeeinwirkung, Hochfrequenz oder Ultraschallschweissung miteinander verbunden. Da die gesamten Kunststoffteile aus dem gleichen, homogenen Kunststoff bestehen, ist die Gefahr einer Elektrolyt-Kommunikation zwischen beiden Kammern ausgeschlossen. Der Kunststoff kann z.B. aus geeigneten thermoplastischen Stoffen, wie ABS-SAN-Acrylaten oder dergl., hergestellt sein.
Gegenüber den bisher bekannten metallischen Gehäusen wird nicht nur eine erhebliche Arbeite- und Zeitersparnis bei der Herstellung der Gehäuse erzielt, sondern auch gleichzeitig ein kurzSchlussicheres Gehäuse geschaffen. Durch das Kunststoffgehäuse wird eine beachtliche Gewichtsersparnis gegenüber den metallischen Gehäusen erreicht, die in der Grössenordnung von ca, 30 $ liegt. ¥enn der Kunststoff noch durchsichtig ausgebildet ist, ergibt sich der gleichzeitige Vorteil einer Kontrolle von aussen. Wegen des Ausschlusses der KurzSchlussgefahr sind keine besonderen Vorkehrungen oder Verpackungen zum Transport erforderlich.
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Das besehriebene Kunststoffgehäuse hat ferner den Vorteil, dass es gleichzeitig Teil eines Gehäuses von Kleinstromverbrauchern, z.B. elektrischen Tasohenleuchten, Rasiergeräten od, dergl», bilden kann, indem das Kunststoffgehäuse mit dem von den Zellen betriebenen Stromverbraucher, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung der Bauteile, fcur ¥iederaufladung am Netz verbunden wird, ohne dass eine besondere Isolation und Ummantelung erforderlich ist·
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Claims (8)

  1. Pa tentansprüche
    £1«j Galvanische Zelle, insbesondere Knopfzelle, die in einem becherförmigen Gehäuse untergebracht ist, dessen Stirnfläche durch einen gegen das Gehäuse isolierten Deckelteil verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das becherförmige Gehäuse (18) und das Deckelteil (20, 21) aus Kunststoff bestehen und an den einander entgegengesetzten Flächen (20, 18b, 21) Pole (19, 22, 23) aus elektrisch leitendem Werkstoff vorgesehen sind.
  2. 2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme von mehreren Zellen (11, 12, 13j 1*0 das Gehäuse mit einem einstückig angeformten Zwischenboden (18b) ausgebildet ist, in dem formschlüssig ein Pol (I9) gehalten ist.
  3. 3· Galvanisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole (19» 22, 23) formschlüssig in in den Kunststoffteilen (Deckel und Zwischenboden) vorgesehenen Durchbrechungen gehalten sind.
  4. 4. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) als ein schmaler zylindrischer Körper ausgebildet ist und an seinem Rand einen Bund für die Auflage des Deckelteils (20, 21) aufweist.
  5. 5· Galvanisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der inneren Wandung des Gehäuses Zentriernasen (27, 28) angeformt sind.
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  6. 6. Galvanisches Element nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse und
    Deckelteil(e) (20, 21 ) Teil eines Gehäuses eines Kleinstromverbrauchers bilden,
  7. 7. Galvanisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Deckelteils eine sich in das Gehäuse abspreizende, mit dem Pol verbundene Kontaktfeder (25, 26). angeordnet ist.
  8. 8. Galvanisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffteile aus durchsichtigem Kunststoff bestehen.
    "; / η β 07
    Lee rseite
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