DE2229783A1

DE2229783A1 - Gasdichter alkalischer akkumulator

Info

Publication number: DE2229783A1
Application number: DE2229783A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dickfeldt
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: VARTA Batterie AG
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1972-06-19
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DE2229783C3; FR2189882A1; JPS4962936A; IT987859B; GB1416229A; DE2229783B2

Description

Reg.-Nr, HP 362-DT 6231 Kelkheim, den 19.4.1972

6P-Fri/Mar

VARTA AKTIENGESELLSCHAFT
6000 Frankfurt/Main

Gasdichter alkalischer Akkumulator

Die meisten gasdichten alkalischen Akkumulatorzellen sind entweder mit Sinterelektroden oder Masseelektroden ausgerüstet; d.h. die aktiven negativen und positiven Massen befinden sich in einem Nickelsinterkörper oder in perforierten vernickelten Taschen aus Eisenblech bzw. in einer Umhüllung von Nickelgewebe.

Aus der DAS 1 596 089 ist auch bereits ein gasdicht verschlossener Nickel-Kadmium-Akkumulator bekannt, der eine positive Sinterelektrode und eine gepreßte oder gewalzte negative Elektrode mit direkt auf das stromableitende Gitter aufgepreßter aktiver Masse besitzt.

Gasdichte alkalische Massezellen, z.B. in Form der bekannten Knopfzellen, erlauben eine einfache und billige Fertigung. Außer der Überladesicherheit kann auch eine Umpolsicherheit durch Einbringung der bekannten sogenannten "antipolaren Masse" in die positive Elektrode gewährleistet werden. Derartige Zellen erlauben eine Formation in dichtem Zustand unter gleichzeitiger Bildung einer negativen Entladereserve, deren Entstehung durch den geringen Ladefaktor der negativen Elektrode gegenüber der positiven Elektrode bedingt ist. Diese negative Entladereserve verhindert, daß die Zellenkapazität bei höheren Belastungen oder im Laufe vieler Entladungen durch die negative Elektrode begrenzt wird.

Andererseits haben gasdichte alkalische Massezellen den Nach-

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teil eines erhöhten inneren Widerstandes und damit ein schlechteres Hochstrom- und Tieftemperaturverhalten gegenüber Zellen der gleichen Art mit Sinterelektroden.

Gasdichte alkalische Sinterzellen haben den Vorteil einer hohen Belastungsfähigkeit auch bei tiefen Temperaturen bei guter Spannungslage und Kapazität. Sie haben jedoch den Nachteil, daß eie nicht oder nur sehr bedingt umpolsicher sind, da es meist nicht möglich ist, eine ausreichende Menge an "antipolarer Masse" neben der aktiven positiven Masse im Sintergerüst unterzubringen. Werden Zellen dieser Art wie Massezellen in dichtem Zustand formiert, kommt es nicht oder nur in geringem Umfang zur Ausbildung einer negativen Entladereserve, da die Ladefaktoren für die negativen und positiven Elektroden nur unwesentlich voneinander abweichen.

Gerade bei gasdichten Sinterzellen ist jedoch eine ausreichende negative Entladereserve erforderlich, um zu verhindern, daß bei Hochstroiaentladimgen oder nach einer großen Anzahl von Entladungen die Zellenkapazität durch die negative Elektrode begrenzt wird. Daher erfordern Zellen dieser Art eine umständlichere Formation in offenem Zustand, um die Ausbildung einer negativen Entladereserve zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile der gasdichten alkalischen Akkumulatoren mit Masse- oder Sinterelektroden zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die positiven und die negativen Plattensätze jeweils Masse- und Sinterelektroden enthalten.

Nach der Erfindung besteht sowohl der negative als auch der positive Plattensatz einer gasdichten alkalischen Akkumulatorenzelle aus einer Kombination von Sinterelektroden und Masseelektroden, wobei die Sinterelektroden ein gutes Hochstrom- und Tieftemperaturverhalten gewährleisten und die Masseelektroden

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die Formation im dichten Zustand mit Ausbildung der erforderlichen negativen Entladereserve sowie die Umpolsicherheit der gasdichten Zelle ermöglichen.

Als besonders vorteilhaft bezüglich des Hochstromverhaltens hat sich eine Elektrodenanordnung erwiesen, bei der jeweils eine negative bzw. positive Masseelektrode gegen zwei beidseitig angeordnete Sinterelektroden entgegengesetzter Polarität arbeiten und die zwischen einer positiven und negativen Masseplatte liegenden positiven und negativen Sinterelektroden zusätzlich gegeneinander arbeiten.

Die Erfindung soll anhand der Figuren 1 bis 5b näher erläutert werden.

Figur 1 zeigt schematisch einen Plattensatz nach der Erfindung. Die negativen Sinterelektroden 1 sind mit der negativen Masseelektrode 2 mittels des Verbinders 7 miteinander verbunden, ebenso die positiven Sinterelektroden 3 mit der positiven Masse elektrode 4 mittels Verbinder 6. Die einzelnen Elektroden sind durch die Scheider 5 voneinander isoliert. Es handelt sich hierbei um positive und negative Drillingselektroden,von denen jede aus zwei Sinter- und einer Masseelektrode besteht. Wie bereits erwähnt, arbeiten die Masseelektroden jeweils gegen zwei Sinterelektroden entgegengesetzter Polarität, die zwischen den Masseelektroden liegenden Sinterelektroden 1 und 3 arbeiten, wie ersichtlich, zusätzlich gegeneinander.

Figur 2 zeigt den Plattensatz nach Figur 1 in einer Knopfzelle mit dem Gehäusenapf 8, dem Dichtungs- und Isolierring 9, der Kontaktfeder 11 und dem Deckel 10.

Figur 3 zeigt schematisch einen Plattensatz nach der Erfindung für Zellen in Rechteckform. Die negativen Sinterelektroden 1 sind mittels Verbinder 7 untereinander und mit der negativen Masseelektrode 2 verbunden, ebenso die positiven Sinterelektroden 3 mittels Verbinder 6 mit den positiven Masse-

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elektroden 4. Die einzelnen Elektroden sind durch die Scheider 5 voneinander isoliert. Auch in diesem Fall arbeitet die positive und negative Masseelektrode jeweils gegen zwei Sinterelektroden entgegengesetzter Polarität. Die innen liegenden Sinterelektroden arbeiten zusätzlich gegeneinander.

Anhand der Entladekurven in Figuren 4a bis 4d, die für Zellen nach der bisherigen Bauart mit Nickel-Kadmium-Zwillingselektroden versehen und gestrichelt dargestellt sind und für Zellen gemäß der Erfindung aufgenommen wurden, geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Zellen bei Raumtemperatur und bei Entladeströmen von I = 45 mA, 225 mA, 450 mA und 900 mA eine wesentliche bessere Spannungslage aufweisen. Die Entladekurve der erfindungsgemäßen Zelle ist in den Figuren durchgezogen dargestellt. Das gleiche läßt sich für die Figuren 5a und 5b aussagen, gem, denen die Entladekurve bei -20° C und bei Entladeströmen von 45 mA bzw. 225 mA aufgenommen wurden.

Sowohl bei Figur 1 als auch bei Figur 2 und 3 enthalten die positiven Masseelektroden in bekannter Weise einen Zusatz von antipolarer Masse,um die Umpolsicherheit der gasdichten Zelle zu gewährleisten. Wie bei gasdichten alkalischen Zellen üblich, besitzen die negativen Elektroden einen Kapazitätsüberschuß gegenüber den positiven Elektroden. Dieser kann bequem durch eine entsprechende Dosierung der negativen Masseelektrode gesteuert werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Reg.-Nr. HP 362-DT 6233 Kelkheim, den 19.4.1972 6P-Fri/Mar Patentansprüche

1. Gasdichter alkalischer Akkumulator, dadurch gekennzeichnet» daß die positiven und die negativen Plattensätze jeweils Masse- und Sinterelektroden enthalten.

2. Gasdichter alkalischer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven und die negativen Hasseelektroden jeweils zwischen zwei Sinterelektroden entgegengesetzter Polarität angeordnet sind.

3. Gasdichter alkalischer Akkumulator nach den Ansprüchen und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die positiven Masseelektroden einen Zusatz von antipolarer Masse enthalten.

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