DE2211233B2

DE2211233B2 - Electrode for electrochemical primary and secondary cells made of metal wire mesh or metal foil coated with an electrochemically active compound

Info

Publication number: DE2211233B2
Application number: DE2211233A
Authority: DE
Inventors: Evert John Dr.Phil. Oskarshamn Rosen; Per Olov Prof. Bockstiegen Taeby Strandell; Lennart Spanga Sundberg
Original assignee: SVENSKA ACKUMULATOR JUNGNER OSKARSHAMN (SCHWEDEN) AB
Current assignee: SVENSKA ACKUMULATOR JUNGNER OSKARSHAMN (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1971-03-16
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1973-09-20
Also published as: FR2130110A1; IT951746B; DE2211233A1; FR2130110B1; SE351945B; DE2211233C3; GB1341151A; CA967636A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektroden für elektrochemische Primär- oder Sekundärzellen, die aus einem Elektrodenskelett aus Metalldrahtnetz oder Metallfolie bestehen, das ein- oder beidseitig mit elektrochemisch aktiver Masse beschichtet ist, wobei sich die Schicht nach außen bis zu einem oder mehreren Rändern des Elektrodenskeletts erstreckt. Zum Ableiten von Strom aus den Elektroden ist das Elektrodenskelett mit einem oder mehreren Stromableitern versehen.The present invention relates to electrodes for primary or secondary electrochemical cells, which consist of an electrode skeleton made of metal wire mesh or metal foil, the one or is coated on both sides with an electrochemically active compound, the layer extending to the outside extends to one or more edges of the electrode skeleton. For deriving electricity from the Electrodes, the electrode skeleton is provided with one or more current conductors.

Ein in elektrochemischen Zellen häufig verwendeter Elektrodentyp ist die sogenannte Taschenelektrode. In dieser ist eine elektrochemisch aktive Masse in verhältnismäßig dünnen Taschen oder Behältern eingeschlossen, die aus paarweise zusammengefügten, durchlöcherten Streifen aus elektrisch leitendem Material zusammengesetzt sind. Die Elektrode wird ihrerseits durch Zusammenfügen einer Anzahl soleher Taschen zu einer zusammenhängenden Elektrodenplatte gebildet. Derartige Elektroden haben eine robuste Ausführung und lassen sich relativ billig herstellen. One type of electrode frequently used in electrochemical cells is the so-called pocket electrode. In this is an electrochemically active mass in relatively thin bags or containers including those made of perforated strips of electrically conductive that are joined together in pairs Material are composed. The electrode itself is made by assembling a number of them Pockets formed into a coherent electrode plate. Such electrodes have a robust design and can be manufactured relatively cheaply.

Für elektrochemische Zellen, bei denen man hohe Entladungsströme und niedriges Gewicht im Verhältnis zur Zellenkapazität wünscht, verwendet man jedoch oft statt dessen einen Elektrodentyp, der aus einem flexiblen Elektrodenskelett aus MetaUdiahtnetz oder Metallfolie mit einer ein- oder beidseitig vorgesehenen, vorzugsweise porösen und zusammenhängenden Schicht elektrochemisch aktiver Masse besteht. Eventuell kann das Elektrodenskelett aus einer nur gelochten oder gelochten und expandierten Metallfolie bestehen.For electrochemical cells, where one has high discharge currents and low weight in relation for cell capacitance, however, one often uses a type of electrode instead a flexible electrode skeleton made of metal mesh or metal foil with a preferably porous and contiguous one provided on one or both sides Layer of electrochemically active mass consists. Eventually the electrode skeleton can be made consist of a perforated or perforated and expanded metal foil.

Das in der elektrochemisch aktiven Masse vorhandene aktive Material, das positiven oder negativenThe active material present in the electrochemically active mass, the positive or negative

Charakter oder katalytische Wirkung haben kann, ist oft mit einem elektrisch leitenden Material versetzt, manchmal auch mit einem organischen oder anorgarüschen Bindemittel. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Ausführung dieses Elektrodentyps.Character or catalytic effect, is often mixed with an electrically conductive material, sometimes with an organic or inorganic binder. The present invention relates on an improved design of this type of electrode.

Diese Elektroden können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Man kann beispielsweise das elektrochemisch oder katalytisch aktive Material mit eventuellen Zusätzen in Form einer trockenen Pulvermischung auf dem Elektrodenskelett anbringen und anschließend durch Pressen oder Walzen einoder vorzugsweise beidseitig am Skelett befestigen. Anschließend kann manchmal eine Wärmebehandlung zum Sintern der Pulvermischung oder Schmelzen eine- eventuell zugesetzten Bindemittels folgen.These electrodes can be manufactured by various methods. One can for example the electrochemically or catalytically active material with any additives in the form of a dry one Apply powder mixture to the electrode skeleton and then apply or preferably attach to the skeleton on both sides. This can sometimes be followed by heat treatment to sinter the powder mixture or to melt it, a possibly added binding agent follows.

Man kann auch das aktive Material mit einem kaltverschweißenden Bindemittel mischen und es auf das Elektrodenskelett kalt aufpressen oder aufwalzen, beispielsweise auf die in der schwedischen Auslegeschrirt 323 118 beschriebene Art und Weise.One can also mix the active material with a cold welding binder and apply it Cold press or roll the electrode skeleton on, for example on the one in the Swedish Auslegeschrirt 323 118 described manner.

Weiterhin kann man das aktive Material zusammen mit eventuellem Bindemittel und elektrisch leitendem Material mit einer Flüssigkeit zu einem Brei vermischen, der auf das Skelett aufgebracht wird, wonach die Flüssigkeit abgedunstet und die Elektrode gepreßt oder gewalzt und gegebenenfalls gesintert wird.Furthermore, you can use the active material together with any binding agent and electrically conductive Mix the material with a liquid to form a paste that is applied to the skeleton, after which the liquid evaporated and the electrode pressed or rolled and optionally sintered will.

Oft werden die Elektroden bei allen diesen Herstellungsverfahren in großen zusammenhängenden Fladen hergestellt und zu den gewünschten Elektrodenformaten zugeschnitten. In anderen Fällen stellt man die Elektroden in Form von langen zusammenhängenden Bändern mit einer der gewünschten Breite oder Länge der Elektrode entsprechenden Bandbreite her, die man dann zu passenden Elektroden ablängt. Weiterhin kann das Elektrodenskelett die gewünschten Abmessungen der fertigen Elektrode bezüglich Länge und Breite oder Durchmesser vor der Anbringung des aktiven Materials erhalten.Often times, the electrodes are used in all of these manufacturing processes Manufactured in large cohesive flatbreads and in the desired electrode formats tailored. In other cases the electrodes are made in the form of long contiguous ones Ribbons with a bandwidth corresponding to the desired width or length of the electrode which are then cut to length to make suitable electrodes. Furthermore, the electrode skeleton can desired dimensions of the finished electrode in terms of length and width or diameter the application of the active material.

Ein ständig wiederkommendes Problem bei derA recurring problem with the

Herstellung von Elektroden nach obigen Verfahren ist, ausreichend gleichmäßige und haltbare Elektrodenränder zu erzielen.Manufacture of electrodes according to the above method is to have sufficiently uniform and durable electrode edges to achieve.

Bei der Verwendung von Metalldrahtnetzen für das Elektrodenskelett und zur Herstellung von Elektroden in großen zusammenhängenden Fladen versucht man, soweit möglich, die Elektroden parallel zu den Drähten des Netzes zuzuschneiden. Diese Drähte liegen jedoch selten völlig gerade, und parallel und nach dem Zuschneiden können gewisse längs der Schnittkanten verlaufende Drähte aus dem Rand hervorstehen. Diese Drähte müssen durch manuelles Nachputzen der Elektrodenränder entfernt werden. Werden sie nicht entfernt, können sie in der elektrochemischen Zelle Kurzschlüsse verursachen, in der die Elektrode verwendet wird.When using metal wire nets for the electrode skeleton and for the manufacture of electrodes In large, coherent patties, one tries, as far as possible, to keep the electrodes parallel to cut the wires of the net. However, these wires are seldom completely straight, and parallel and after cutting, certain wires running along the cut edges can protrude from the edge. These wires must be removed by manually cleaning the electrode edges. If they are not removed, they can cause short circuits in the electrochemical cell the electrode is being used.

Unabhängig davon, ob ein Metalldrahtnetz oder eine Metallfolie als Ausgangsmaterial für das Elek-Regardless of whether a metal wire mesh or a metal foil is used as the starting material for the elec-

trodenskelett verwendet wird, besteht immer die Gefahr der Rißbildung in der Masseschicht an den Elektrodenrändern beim Zuschneiden der Elektroden. Bei Verwendung solcher Elektroden in elektrochemischen Primär- oder Sekundärzellen besteht dann die Gefahr, daß sich akave Masse von der Elektrode ablöst und die Funktion der Zelle beeinträchtigt. trode skeleton is always used, there is always a risk the formation of cracks in the ground layer at the electrode edges when the electrodes are cut to size. If such electrodes are used in electrochemical primary or secondary cells then there is the risk that acave mass will become detached from the electrode and impair the function of the cell.

Beim Pressen oder Walzen von Elektroden, ausgehend von einer trockenen Pulvermischung, besteht das Problem, die Pulvermischung gleichmäßig über die Oberfläche der Elektrode zu verteilen. Die Massendichte wird in den Randbereichen oft geringer als an anderen Stellen der Elektrode. Insbesondere kann man dies bei der Herstellung von Elektroden in Form von langen zusammenhängenden Bändern beobachten. Eine geringe Massendichte bedeutet eine geringere Festigkeit, und auch hier besteht somit die Gefahr, daß sich Material von der Elektrode ablöst.When pressing or rolling electrodes, starting from a dry powder mixture, consists the problem of distributing the powder mixture evenly over the surface of the electrode. The mass density is often less in the edge areas than in other places on the electrode. In particular, can this is the case with the manufacture of electrodes in the form of long continuous strips watch. A low bulk density means a lower strength, and here too there is the Risk of material becoming detached from the electrode.

Man hat bereits früher vorgeschlagen, auf flachen Elektroden mit einem Skelett aus beispielsweise Metalldrahtnetz nach der Beschichtung die Ränder der Elektroden mit einem U-förmig gebogenen Metallband zu versehen. Dies verteuert jedoch die Herstellung der Elektroden und macht sie unnötig dick. Man strebt insbesondere bei Hochleistungszellen nach sehr dünnen Elektroden. Diese Art der Randverstärkung ist außerdem bei gebogenen oder spiralenförmig gewickelten Elektroden nicht zweckmäßig.It has already been proposed earlier to use flat electrodes with a skeleton made of, for example, metal wire mesh after coating the edges of the electrodes with a U-shaped bent metal strip to provide. However, this makes the production of the electrodes more expensive and makes them unnecessarily thick. In the case of high-performance cells in particular, the aim is for very thin electrodes. This type of edge reinforcement is also not appropriate for curved or helically wound electrodes.

Man hat früher auch schon vorgeschlagen, ein Elektrodenskelett mit einer großen Anzahl von gelochten Vertiefungen zu versehen, diese mit einer Schicht aktiver Masse auszufüllen und anschließend das beiderseits mit aktiver Masse beschichtete Skelett zusammenzubiegen. Danach biegt oder schweißt man die Außenkanten der Elektrode zusammen, die zu diesem Zweck keine Vertiefungen oder aktive Masse aufweisen. Man erhält also eine Elektrode, bei der die aktive Masse wie bei einer Taschenelektrode zwischen zwei Teilen des Skeletts eingeschlossen ist.It has also previously been proposed to have an electrode skeleton with a large number of perforated To provide wells, to fill them with a layer of active material and then to bend the skeleton, coated on both sides with active material, together. Then you bend or weld the outer edges of the electrode together, which for this purpose do not have any indentations or active mass exhibit. So you get an electrode in which the active mass between two parts of the skeleton is included.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode, die greifbare Vorteile im Vergleich zu vorbekannten Elektroden entsprechender Art aufweist. Dadurch, daß ein oder mehrere Ränder des Elektrodenskeletts, die mit elektrochemisch aktiver Masse bedeckt sind, nach innen zur Mitte des Elektrodenskeletts umgebogen werden, erhält man eine Elektrode mit festen stabilen Kanten, an denen die aktive Masse zuverlässig auf dem Elektrodenskelett haftet.The present invention relates to an electrode that has tangible advantages compared to having known electrodes of the corresponding type. The fact that one or more edges of the Electrode skeletons, which are covered with electrochemically active mass, inwards towards the center of the electrode skeleton are bent, you get an electrode with solid stable edges on which the active material adheres reliably to the electrode skeleton.

Falls die aktive Masse auf dem Skelett festgewalzt oder festgepreßt ist, bildet jeder der nach innen umgebogenen Ränder einen Winkel von etwa 180 ' zum Elektrodenskelett. In übrigen Fällen kann der Winkel etwas geringer sein, falls die gewünschte Elektrodendicke dies ;gestattet. Insbesondere bei flachen Elektroden kann man hierdurch eine zusätzliche Steifheit der Ränder erzielen. Der Winkel sollte jedoch etwa 135° nicht unterschreiten.If the active mass is rolled or pressed onto the skeleton, each of the inwardly bent forms forms Make an angle of about 180 'to the Electrode skeleton. In other cases, the angle can be a little smaller if the desired electrode thickness this; permitted. With flat electrodes in particular, this allows an additional Achieve stiffness of the edges. However, the angle should not be less than about 135 °.

Die Erfindung eignet sich besonders gut für Bandelektroden. Man verwendet mit Vorteil für diese ein Band aus Skelettmaterial, wobei ein oder beide Seitenränder des Bandes durch ein einfaches Walz- oder Preßverfahren nach innen zur Mitte des Bandes umgebogen werden, bevor man die aktive Masse auf dem Skelett anbringt. Die Bandbreite nach dem Umbiegen der Längsseiten soll ungefähr der Breite der fertigen Bandelektroden entsprechen. Derartige Bandelektroden können beispielsweise für zylindrische Zellen verwendet werden, bei denen die Elektrode nach dem Einsetzen in die Zelle die Form eines spiralenförmig gewickelten Bandes hat. Die Bandelek-S trade kann auch zusammen mit einer oder mehreren Elektroden entgegengesetzter Polarität und dazwischenliegenden Separatoren so gefaltet werden, daß die fertige und eingesetzte Elektrode die Form eines zickzackförmigen Bandes hat-ίο Flache Elektroden mit rechteckiger oder anderer beliebiger flacher Form können zweckmäßigerweise formgepreßt werden, wobei man ein Elektrodenskelett verwendet, dessen sämtliche Ränder durch mechanisches Biegen oder Pressen vor dem BeschichtenThe invention is particularly suitable for strip electrodes. One used with advantage for this one Band made of skeletal material, one or both side edges of the band by a simple rolling or Pressing process to be bent inwards towards the center of the belt before putting the active mass on attaches to the skeleton. The bandwidth after bending the long sides should be approximately the width of the finished strip electrodes correspond. Such ribbon electrodes can, for example, for cylindrical Cells are used in which the electrode, once inserted into the cell, has the shape of a spiral wound tape. The Bandelek-S trade can also be combined with one or more Electrodes of opposite polarity and separators in between are folded so that the finished and inserted electrode has the shape of a zigzag band-ίο Flat electrodes with a rectangular shape or any other flat shape can expediently be compression molded, using an electrode skeleton, all of the edges by mechanical Bending or pressing before coating

mit aktiver Masse nach innen zur Mitte des Skeletts hin umgebogen werden. Dies gilt auch für kreisrunde Elektroden. Man erhält somit Elektroden, die die Form eines hauptsächlich flachen Rechtecks oder andere beliebige flache Form haben, wobei alle von der elektrochemisch aktiven Masse bedeckten Ränder des Elektrodenskeletts nach innen zur Mitte umgebogen sind. Aus kreisrunden flachen Elektrodenskeletten erhält man auf entsprechende Art und Weise Elektroden, die die Form einer hauptsächlich kreisrundenwith active mass bent inwards towards the center of the skeleton. This also applies to circular ones Electrodes. Electrodes are thus obtained which have the shape of a mainly flat rectangle or others have any flat shape, with all edges covered by the electrochemically active material of the electrode skeleton are bent inwards towards the center. From circular, flat electrode skeletons one obtains in a corresponding manner electrodes which are mainly circular in shape

as Platte haben, bei der die Randzone des Elektrodenskeletts nach innen zum Kreismittelpunkt hin umgebogen ist.as plate where the edge zone of the electrode skeleton is bent inwards towards the center of the circle.

Die Breite des jeweils nach innen gefalzten Elektrodenskelettrandes soll möglichst zwischen 1 und 10 mm betragen. Innerhalb dieser Grenzen wird sie an die Abmessungen der herzustellenden Elektroden angepaßt. Prinzipiell kann jedoch der Falz sowohl breiter als auch schmäler sein, wenn die Elektrodenabmessungen dies erfordern.The width of the respective inwardly folded electrode skeleton edge should be between 1 and 10 mm if possible. Within these limits, it is based on the dimensions of the electrodes to be produced customized. In principle, however, the fold can be both wider and narrower if the electrode dimensions require this.

Elektroden haben im allgemeinen einen oder mehrere am nach innen umgebogenen Rand des Elektrodenskeletts befestigte Stromableiter. Hierdurch erhält man eine sehr gute Stromableitung, da der Falz des Skeletts doppelte Leitfähigkeit ergibt. Dies hat besondere Bedeutung bei der Verwendung von Metallnetzskeletten, da hierbei der Strom hauptsächlich jeweils durch die einzelnen Drähte zum Elektrodenrand hin und von dort durch die Randdrähte zu dem oder den Stromableitern fließt. In gewissen Fällen kann nur ein Randfalz des Skeletts als Stromableiter dienen. Dieser soll dann nicht mit Masse bedeckt sein.Electrodes generally have one or more at the inwardly bent edge of the electrode skeleton fixed current arresters. This results in a very good current dissipation, since the fold of the Skeleton gives double conductivity. This is of particular importance when using metal mesh skeletons, because the current is mainly through the individual wires to the edge of the electrode flows to and from there through the edge wires to the current conductor or conductors. In certain cases only one edge fold of the skeleton can serve as a current conductor. This should then not be covered with mass be.

Die stabileren Elektrodenränder, die man bei den erfindungsgemäßen Elektroden erhält, dürften daherThe more stable electrode edges that are obtained with the electrodes according to the invention should therefore be

kommen, daß die aufgebrachte elektrochemisch aktive Masse an einem umgebogenen Randfalz des Elektrodenskeletts fester gebunden wird als an einem nicht umgebogenen Rand, und zwar auf Grund der erhöhten Dicke des Elektrodenskeletts am Randfalz.come that the applied electrochemically active material on a bent edge fold of the Electrode skeleton is tied more tightly than on a non-bent edge, due to the increased thickness of the electrode skeleton at the edge fold.

Außerdem kommen die Durchlochungen oder Netzmaschen an den umgebogenen Randzonen des Elektrodenskeletts mit großer Wahrscheinlichkeit unregelmäßig versetzt übereinanderzuliegen, und man kann daher damit rechner, daß die aufgepreßte aktive Elektrodenmasse am Randfalz eine große Anzahl von Befestigungspunkten am Elektrodenskelett findet. Man erstrebt in erster Linie keine erhöhte Steifheit der Elektrode, obgleich dies bei flachen Elektroden von Vorteil ist, sondern der größte Vorteil der erfindungsgemäßen Elektroden liegt vielmehr in der guten und gleichmäßigen Bindung der aktiven Masse der Elektrode. Man vermeidet hierdurch die gefährliche Rißbildung an den Elektrodenkanten.In addition, the perforations or meshes come from the bent edge zones of the electrode skeleton with a high probability to lie on top of each other irregularly, and you can therefore calculate that the pressed-on active electrode mass at the edge fold a large number of attachment points on the electrode skeleton. In the first place one does not strive for an increased one Stiffness of the electrode, although this is an advantage with flat electrodes, it is the greatest advantage of the electrodes according to the invention lies rather in the good and uniform binding of the active ones Ground of the electrode. This avoids the dangerous formation of cracks on the electrode edges.

Die Erfindung sei nun näher im Anschluß an die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigtThe invention will now be described in more detail in connection with the drawing. It shows

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Elektrode,F i g. 1 shows a partially sectioned side view of an electrode according to the invention,

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Elektrode nach Fig. 1,F i g. 2 shows a vertical section through the electrode according to FIG. 1,

F i g. 2 a eine vergrößerte Randzone des Schnittes nach F i g. 2,F i g. 2a shows an enlarged edge zone of the section according to FIG. 2,

F i g. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte flache Elektrode in einer abgewandelten Ausführung,F i g. 3 shows a partially sectioned flat electrode in a modified embodiment,

F i g. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte flache kreisrunde Elektrode nach der Erfindung,F i g. 4 shows a partially sectioned flat circular electrode according to the invention;

F i g. 5 eine spiralförmig gewickelte erfindungsgemäße Bandelektrode undF i g. 5 shows a spirally wound strip electrode according to the invention and

F i g. 6 schematisch das Falten einer erfindungsgemäßen Elektrode.F i g. 6 schematically the folding of an electrode according to the invention.

In den Zeichnungsfiguren bezeichnet 10 ein Elektrodenskelett, das in F i g. 1 und 4 als ein Metalldrahtnetz dargestellt ist. Das Netz kann beispielsweise aus Nickel, vernickeltem Eisen oder Kupfer, Silber oder anderem elektrisch leitendem Material bestehen, das gegenüber dem Elektrolyt der Zelle beständig ist, in der die Elektrode verwendet werden soll. Das Netz kann aus gewebten Drähten bestehen oder durch elektrolytisches Ausfällen hergestellt sein. Die Anzahl der Netzmaschen pro cm² kann zwischen 4 und etwa 150 liegen, wird aber im allgemeinen zwischen 10 und 100 gewählt. Die Drahtstärke kann zwischen etwa 0,03 und 0,5 mm liegen, vorzugsweise zwischen 0,10 und 0,25 mm.In the drawing figures, 10 denotes an electrode skeleton, which in FIG. 1 and 4 is shown as a metal wire mesh. The network can for example consist of nickel, nickel-plated iron or copper, silver or other electrically conductive material which is resistant to the electrolyte of the cell in which the electrode is to be used. The mesh can consist of woven wires or it can be made by electrolytic precipitation. The number of net meshes per cm ² can be between 4 and about 150, but is generally chosen between 10 and 100. The wire thickness can be between approximately 0.03 and 0.5 mm, preferably between 0.10 and 0.25 mm.

In F i g. 3 ist das Elektrodenskelett 12 als eine perforierte Metallfolie dargestellt, die aus demselben elektrisch leitenden Material wie das Metallnetz 10 hergestellt sein kann. Das Elektrodenskelett kann auch aus einer perforierten und expandierten Metallfolie oder einer Metallfolie ohne Perforierung hergestellt werden. Die Folienstärke kann zwischen etwa 0,04 und 0,4 mm liegen, meistens zwischen etwa 0,05 und 0,2 mm. Bei perforierter Folie kann die Lochfläche bis zu etwa 90 ⁰O der Folienfläche betragen.In Fig. 3, the electrode skeleton 12 is shown as a perforated metal foil which can be produced from the same electrically conductive material as the metal mesh 10. The electrode skeleton can also be produced from a perforated and expanded metal foil or a metal foil without perforation. The film thickness can be between about 0.04 and 0.4 mm, mostly between about 0.05 and 0.2 mm. With perforated film, the hole size may be the film surface up to about 90 ⁰ O.

In den Zeichnungsfiguren ist weiterhin mit 14 eine elektrochemisch aktive Masse bezeichnet, die am Elektrodenskelett 10, 12 befestigt ist. Die elektrochemisch aktive Masse besteht in erster Linie entweder aus einem elektrochemisch aktiven Material in Form von Metallen, Oxiden oder Hydroxiden von beispielsweise Nickel, Kobalt, Silber, Mangan, Blei, Cadmium, Zink oder Eisen oder auch aus einem katalytisch aktiven Material, beispielsweise in Form von Aktivkohle oder einem katalytisch wirksamen Metall. Außerdem kann der Masse ein elektrisch leitendes Material in Pulver- oder Faserform zugesetzt sein, wie Nickel, Silber, Eisen oder Graphit usw. Die Masse enthält manchmal auch ein Bindemittel, das oft auf Zellulosebasis aufgebaut sein kann, beispielsweise Karboximethylzellulose oder aus Polymeren, wie Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Polyvinylazetat. Polyvinylchlorid u. dgl. Die Masse 14 kann auf beiden oder nur auf einer Seite des Elektrodenskeletts 10, 12 vorgesehen sein. Die Dicke der fertigen Elektrode liegt im allgemeinen zwischen etwa 0,4 und etwa 1 mm, aber sowohl dünnere als auch dikkere Elektroden können erfindungsgemäß ausgeführt werden.In the drawing figures, an electrochemically active mass is also denoted by 14, which is on Electrode skeleton 10, 12 is attached. The electrochemically active mass consists primarily of either from an electrochemically active material in the form of metals, oxides or hydroxides of for example nickel, cobalt, silver, manganese, lead, cadmium, zinc or iron or from a catalytic active material, for example in the form of activated carbon or a catalytically active material Metal. In addition, an electrically conductive material in powder or fiber form can be added to the mass be like nickel, silver, iron or graphite etc. The mass sometimes also contains a binder, the can often be based on cellulose, for example carboxymethyl cellulose or from polymers, such as polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyvinyl acetate. Polyvinyl chloride and the like both or only on one side of the electrode skeleton 10, 12. The thickness of the finished Electrode is generally between about 0.4 and about 1 mm, but both thinner and thicker Electrodes can be implemented according to the invention.

Das Elektrodenskelett 10 nach F i g. 1 und 2 oder F i g. 6 hat eine Randzone 16 an der Oberseite und eine entsprechende Randzone 18 an der Unterseite, die beide nach innen zur Mitte des Elektrodenskeletts hin umgebogen sind. Die aktive Masse 14 streckt sich nach außen über die gefalzten Randzonen 16, 18 und bedeckt dieselben. Der in F i g. 2 a dargestellte, nach innen gefalzte Rand 16 ist 180° zum Elektrodenskelett 10 umgebogen.The electrode skeleton 10 according to FIG. 1 and 2 or F i g. 6 has an edge zone 16 on the top and a corresponding edge zone 18 on the underside, both inwards towards the center of the electrode skeleton are bent over. The active mass 14 extends outwardly over the folded edge zones 16, 18 and covers the same. The in F i g. 2 a shown, inwardly folded edge 16 is 180 ° bent over to form the electrode skeleton 10.

Bei der Elektrode nach F i g. 3 sind sowohl eine Randzone 20 an der Oberseite des Skeletts als auch eine Randzone 22 an der Unterseite desselben sowie die beiden Seitenzonen 24 desselben nach innen zurIn the case of the electrode according to FIG. 3 are both an edge zone 20 at the top of the skeleton and an edge zone 22 on the underside of the same and the two side zones 24 of the same to the inside

ίο Mitte hin umgebogen und mit elektrochemisch aktiver Masse 14 bedeckt. Die Ecken 26 der gefalzten Randzonen sind in einem Winkel von 45° abgeschnitten, damit sie sich an den Ecken des Elektrodenskeletts nicht überlappen.ίο bent towards the middle and with electrochemically active Mass 14 covered. The corners 26 of the folded edge zones are cut off at an angle of 45 °, so that they do not overlap at the corners of the electrode skeleton.

Bei der Elektrode nach F i g. 4 ist der Rand 28 des Elektrodenskeletts 10 über den gesamten Umfang desselben nach innen zur Mitte der flachen, kreisförmigen Elektrode umgebogen und mit elektrochemisch aktiver Masse 14 bedeckt.In the case of the electrode according to FIG. 4 is the edge 28 of the electrode skeleton 10 over the entire circumference the same bent inwards towards the center of the flat, circular electrode and with it electrochemically active mass 14 covered.

In den Figuren sind mit 30 Stromableiter bezeichnet, die elektrisch leitend an den Elektrodenskeletten 10, 12 befestigt sind. Die Stromableiter 30 bestehen aus Streifen aus Blech oder Folie gleichen Typs wie das leitende Material im Elektrodenskelett 10, 12.In the figures, 30 current conductors are designated, which are electrically conductive on the electrode skeletons 10, 12 are attached. The current arresters 30 consist of strips of sheet metal or foil of the same type as the conductive material in the electrode skeleton 10, 12.

Die Stromableiter 30 sind am Elektrodenskelett 10, J 2 zweckmäßigerweise durch Punktschweißen befestigt, und wenigstens eine Punktschweißung ist so anzubringen, daß guter Kontakt zwischen dem Stromableiter 30 und der gefalzten Randzone 16 bzw. 20, 24 des Elektrodenskeletts entsteht. Vor dem Punktschweißen der Stromableiter 30 wird die aktive Masse von den Skelettstellen entfernt, an denen der Stromableiter 30 angebracht werden soll.The current conductors 30 are expediently attached to the electrode skeleton 10, J 2 by spot welding, and at least one spot weld is to be made so that there is good contact between the current arrester 30 and the folded edge zone 16 or 20, 24 of the electrode skeleton is formed. Before spot welding the current arrester 30, the active mass is removed from the skeletal points where the current arrester 30 should be attached.

Die in F i g. 5 schematisch dargestellte Elektrode 32 wird in ein zylindrisches Zellengefäß 34 versenkt und ist hierzu spiralförmig gewickelt. Deutlichkeitshalber ist nur eine Elektrode 32 und nur ein Stromableiter 30 dargestellt. Die Elektrode kann indessen mehrere Stromableiter aufweisen und wird zusammen mit einer Elektrode entgegengesetzter Polarität sowie mit dazwischenliegenden Separatoren spiralenförmig gewickelt, bevor sie in das Zellengefäß 34 eingebracht wird. Danach versieht man die Zelle mit einer geeigneten Menge auf das in der Elektrode vorhandene aktive Material abgepaßtem Elektrolyt und verschließt die Zelle.The in F i g. Electrode 32, shown schematically in FIG. 5, is sunk into a cylindrical cell vessel 34 and is wound spirally for this purpose. For the sake of clarity only one electrode 32 and only one current collector 30 is shown. The electrode can, however have several current arresters and is used together with an electrode of opposite polarity and wrapped in a spiral with separators in between, before entering the cell vessel 34 is introduced. Then apply a suitable amount to the cell in the electrode existing active material matched electrolyte and seals the cell.

F i g. 6 zeigt schematisch ein Beispiel, wie eine erfindungsgemäße Elektrode im Zickzack gefaltet werden kann. Das Elektrodenskelett hat eine gefalzte Oberkante 16 sowie eine gefalzte Unterkante 18, die beide mit elektrochemisch aktiver Masse 14 bedeckt sind. Die bandförmige Elektrode wird längs der Linien 36, 38 abwechselnd nach vorne und nach hinten gefaltet, so daß sich hauptsächlich gleich große, zusammenhängende Elektrodenabschnitte 40 bilden. Die Elektroden werden zusammen mit einer oder mehreren Elektroden entgegengesetzter Polarität vereinigt, die beiderseits jedes Elektrodenabschnitts 40 mit dazwischenliegenden Separatoren angebracht, anschließend gemeinsam zu einem hauptsächlich flachen Elektrodenpaket zusammengepreßt und auf bekannte Weise in ein Zellengefäß eingebracht werden.F i g. 6 schematically shows an example of how an electrode according to the invention is folded in a zigzag can be. The electrode skeleton has a folded upper edge 16 and a folded lower edge 18, the both are covered with electrochemically active mass 14. The ribbon-shaped electrode is along the lines 36, 38 alternately folded forwards and backwards, so that there are mainly cohesive, coherent Form electrode sections 40. The electrodes are combined with one or more electrodes of opposite polarity, attached to both sides of each electrode section 40 with separators in between, then pressed together to form a mainly flat electrode package and be introduced into a cell vessel in a known manner.

Die erfindungsgemäßen Elektroden sind nicht auf die hier näher beschriebenen Typen begrenzt, sondern können in bezug auf Form und Ausführung im Rahmen der der Erfindung zugrunde liegenden Idee abgewandelt werden.The electrodes according to the invention are not limited to the types described in more detail here, but rather can in terms of form and design within the scope of the idea underlying the invention be modified.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrode for electrochemical primary and secondary cells, consisting of an electrode skeleton made of metal wire mesh or metal foil, one or both sides with an electrochemical active composition are coated, the layer extending outwardly up to one or more Edges of the electrode skeleton extends thereby characterized in that one or more edges of the electrode skeleton which are covered with electrochemically active material, inwards towards the center of the electrode skeleton at an angle of approximately 180 ° to the Electrode skeleton are bent.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that the electrode has the shape of a z. B. helically wound or zigzag folded ribbon, one or both of which Long sides inward to the lengthwise Are bent towards the center line of the belt.

3. Electrode according to claim 1, characterized in that the electrode has the shape of a mainly flat rectangles or any other flat shape and that all with electrochemical active mass-covered edges of the electrode skeleton bent inwards towards the center are.

4. Electrode according to claim 1, characterized in that the electrode has the shape of a mainly circular plate and the outer edge of the electrode skeleton inwards is bent to the center of the circle.

5. Electrode according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that one or more current conductors attached to one of the bent edges of the electrode skeleton are.