DE2238352A1

DE2238352A1 - Galvanisches element

Info

Publication number: DE2238352A1
Application number: DE2238352A
Authority: DE
Inventors: Robert William Holmes
Original assignee: PR Mallory and Co Inc
Current assignee: Duracell Inc USA
Priority date: 1971-08-11
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1973-05-03
Also published as: GB1342855A; NL7210683A; IL40027A; JPS4825840A; CA993946A; JPS569783B2; FR2148554B1; US3867201A; AU467262B2; NL161926B; AU4342972A; BE787529A; IL40027A0; IT963873B; NL161926C; FR2148554A1

Description

eine Gesellschaft nach den Gesetzen aes Staates Indiana,

P.R. MALLORY & CO. ΙΝθ77^3Ο29 East Washington Street, Indianapolis, Indiana 46206, Vereinigde Staaten von Amerika

Galvanisches Element

Die Erfindung betrifft ein galvanisches Element, bestehend aus einem mit einem Verschlußdeckel versehenen Becher, der in seinem inneren gegenpolige Elektroden trägt, die von einem flüssigen, organischen Elektrolyten umgeben sind.

Im Zusammenhang mit der Abdichtung derartiger Elemente ergeben sich zahlreiche Schwierigkeiten, insbesondere wenn die Abdichtung nach dem Füllen des Elementes mit einem leichtflüchtigen, organischen Elektrolyten erfolgen soll

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oder wenn das Element einem hohen Innendruck ausgesetzt ist,wie er sich beispielsweise bei parasitischen Elektrodenreaktionen mit Elektrolyt-Verunreinigungen, bei zunehmendem Lösungsmitteldampfdruck infolge hoher L&gertjlemperatur oder aus zahlreichen anderen Gründen ergeben kann.

Zufriedenstellende Dichtungen waren bisher entweder zu aufwendig im Einbau oder zu teuer in der Herstellung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein galvanisches Element der eingangserwähnten Gattung so zu gestalten, daß das Element bei guten Dichteigenschaften einerseits für einen leicht durchzuführenden Füllvorgang andererseits geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem galvanischen Element, bestehend aus einem mit einem Verschlußdeckel versehenen Becher, der in seinem Inneren gegenpolige Elektroden trägt, die von einem flüssigen, organischen Elektrolyten umgeben sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verschlußdeckel ein durchsteckbares, die Injektion des Elektrolyten in den Becher gestattendes Dichtelement aufweist,das durch seine Eigenelastizität die Injektionsöffnung selbsttätig zu schließen vermag.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, daß es leichter ist, ein galvanisches Element zunächst hermetisch dicht zu verschließen und erst dann die

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Elektrolyt-Füllung vorzunehmen, wobei die Abdichtung während und auch nach dem Füllvorgang ständig aufrechterhalten bleiben muß. Die erfindungsgemäße Maßnahme erlaubt ein einfaches, schnell.und in der Serienfertigung kostengünstig durchzuführendes Abdichten. Das nachfolgende Einfüllen von Elektrolytflüssigkeit geht ebenfalls leicht und mit der gewünschten Präzision von statten.

Das Dichtelement besteht zweckmäßigerweise aus einem derartigen Werkstoff, der von der Injektionsnadel ,einer Spritze leicht durchdrungen werden kann und sich danach selbsttätig abdichtet. Zu seiner Fixierung ist das Dichtelement vorteilhafterweise in einer Ausbeulung des Verschlußdeckels untergebracht und in dieser fest verankert. Diese Ausbeulung weist eine Öffnung auf, die das Eindringen der Injektionsnadel durch das Dichtelement hindurch in das Becherinnere zuläßt. Mit seinen Anlageflächen ist das Dichtelement hermetisch dicht mit dieser Ausbeulung verbunden.

Die Ausbeulung ist vorteilhafterweise von zylindrischem Querschnitt, sodaß das Dichtelement als Stopfen ausgebildet werden kann. Als Stopfenwerkstoff kommen gummiähnliche Materialien zur Anwendung.

Die Herstellung eines galvanischen Elementes gemäß der Erfindung erfolgt in der Weise, daß das Element

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nach Einbau aller fetten Bestandteile zunächst dicht wtrfciilofsen wird, daß sodann uie Nadel einer vorteil-. jiafterwelse »it lElchstrichen versehenen, die Elektrolyt· »enge für mehrere Elemente enthaltenden Spritge durch das Pichtelement hindurchgestechen, die gewünschte

in den lecher eingespritzt und die danach aus dem Dichtelement herausgezogen wird,

Weitere jsinielheiten und Merkmale des Standes ergeben sich aus der naohfolfefwitn eines Ausflihrungsbeispieles der &r£in4w§

lln falvanieches Element Gesteht aus einem 1i_f der w» «einer Pnterseite 14 vers.chloisen imi m' seiner Oberseite 16 »unSchst noch offen litt P»r<fh öifif öffnung wird das Anodenmaterial te, das ZO «nd ein «bücher Seperator ZZ einfefüirfj t|* rmm Zh «wischen dem Seperator 22 und dem Kathodenmaterial 20 dient ?ur Aufnahme einer bestimmten W$®§$ filier ni«chen Flüssigkeit, die »1s Elektrolyt

per ©echer tZ weist an seiner Innenseite eine im Pmfanpt» richtung verl««fende Sicke 26 auf., die al« fit» für 'einen VerschluBdeckel 30 dient» Per yerschlufldecfcil P ist 4er Einfachheit halber schematisch als rwn4e pietftllscheibe dargestellt, deren Rand in einer piphtllpp* If steckt

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und deren Zentrum die Form einer nach oben ragenden zylindrischen Ausbeulung, 34 aufweist, die beispielsweise durch einen Ziehvorgang erzeugt werden kann. Die Ausbeulung 34 ist in ihrer Mitte mit einer Öffnung 36 versehen, die das Einführen einer Injektionsnadel zum Einspritzen des flüssigen Elektrolyten 'in den Zwischenraum 24 gestattet.

Nach dem Positionieren der beiden Elektroden im Becher 12 wird der Verschlußdeckel 30 auf die Vorsprünge 26 aufgesetzt und der obere Rand 38 umgebördelt, sodaß er die Dichtlippe 32 hermetisch dicht an die Sicke 26 und an die Innenfläche des Bechers anpreßt.

Der Becher 12 kann mit einer isolierenden Umhüllung oder mit einem Rohrstück 42 ummantelt und als solches von einem zusätzlichen Metallgehäuse 44 umgeben sein, dessen oberes Ende 46 ebenfalls umgebördelt werden kann, um einen zusätzlichen Druck auf die Dichtlippe 32 auszuüben.

Nachdem der Becher 12 auf diese Weise verschlossen und hermetisch abgedichtet worden ist, wird der flüssige Elektrolyt eingespritzt« Hierzu trägt der Verschlußdeckel 30 einen elastischen Stopfen 50, der fest in

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der hohlen Ausbeulung 34 verankert ist, Wobei zwischen ihm und den ihn umgebenden Wänden dieser Ausbeulung absolute Dichtheit besteht. Der Stopfen 50 besieht Saus gummiähnlichem Material oder einem Gummi-Verbuiidwerk-· stoff, der sich chemisch mit dem Inhalt der galvanik* sehen Zelle verträgt. So kann beispielsweise Silikohgummi oder win aus zwei verschiedenen Gummischichten aufgebauter Stopfen verwendet werden, wobei die äußere Gummischicht als Schutz vor der Elektrolytflüssigkeit dient, während das Material im Kern des Stopfens ein leichtes Eindringen der Injektionsnadel gestattet und nachfolgend ein sicheres Abdichten gewährleistet. Grundsätzlich kann der Stopfen aus einem Material bestehen, das folgende Anforderungen erfüllt, nämlich Verträglichkeit mit den Chemikalien im galvanischen Element, Durchstechbarkeit von einer Nadel und selbsttätige Abdichtung nach dem Zurückziehen dieser Nadel.

Nach Zusammenbau des galvanischen Elementes einschließlich des Stopfens unter kontrollierten atmosphärischen Bedingungen wird der Elektrolyt mittels einer Spritze injiziert. Die Nadel 60 dieser Spritze wird in die öffnung 36 eingeführt und anschließend durch den Stopfen 50 hindurchgestochen, worauf der Elektrolyt in den gewünschten Zwischenraum 24 eingespritzt werden kann. Der FUllvorgang ist absolut vakuumdicht; die Dichtheit bleibt selbst während des Einführens der Nadel und während ihres Herausziehens aus dem Gummistopfen aufrechterhalten.

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der Stopf pi 50 %eim .fl3.ndringen/iiind ä.er Nadel fliegt verrutscht, sondern im dichter mit dem Versehliußdeekel bleibt, karm er» :a|i 4ie§eja an« geklebt, und, anvulkanisiert sein» ^ußeMeiii-bestelit Möglichkeit, den Stopfen durch nach innen.ragende teile 68 am unteren Rand der Ausbeulung "$k einer radia?» len Anpreßung zu unterwerfe»· Auch kann die zylindrische Ausbeulung 34 ττρη außen gequetscht werden? der clarin befindliche Stopfen verklemmt V

Normalervreise "wird sich der, öummi stopf en nach dem ausziehen der Spritze selbsttätig abdichten. Bei sonderen Anwendungsfällen kai?n es Jedoch auch sein_? die Abdichtung des Stopfens durch ein geeignetes Eboxitat vor^wnehmen, welches das won 4er Wa^fI- herrührende !ioch verklebt. Ferner kann die Öffnung der metallischen Ausbeulung 3k zugelötet werden«

Da die zylindrische Ausbeulung 3h nach der Batterie als Spannungsausgang 4ienen §pll, |,st zwischen clem Anodenmaterial 18 wnd dein ferschluiieckel ein elektrischer !Leiter JO angeordnet»

Claims

(10 933) Patentansprüche

1. Galvanisches Element, bestehend aus einem mit einem Verschlußdeckel versehenen Becher, der in seinem inneren gegenpolige Elektroden trägt, die von einem flüssigen, organischen Elektrolyten umgeben sind, dadurch gekennzeichnet,

daß der Verschlußdeckel (30) ein durchstechbares, die Injektion des Elektrolyten in den Becher (12) gestattendes Dichtelement (50) aufweist, das durch seine Eigenelastizität die Injektionsöffnung selbsttätig zu schließen vermag.

2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (50) aus selbstdichtendem, von einer Injektionsnadel (60) passierbaren Werkstoff besteht.

3. Galvanisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (50) in einer Ausbeulung (34) des Verschlußdeckels (30) verankert ist und daß diese Ausbeulung eine, das Einführen einer Injektionsnadel (60) durch das Dichtelement hindurch in das Becherinnere zulassende Öffnung (36) aufweist.

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4. Galvanisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (50) hermetisch dicht mit der Ausbeulung (34) verbunden ist.

5. Galvanisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (50) als Stopfen aus gummiähnlichem Material ausgebildet ist.

6. Verfahren zum Herstellen eines galvanischen Elementes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element nach Einbau aller festen Bestandteile dicht verschlossen wird, daß sodann die Nadel (βθ) einer mit Eichstrichen versehenen, die Elektrolytmenge für mehrere Elemente enthaltenden Spritze durch das Dichtelement (50) hindurchgestochen und die gewünschte Elektrolytmenge in den Becher (12) eingespritzt und die Spritze danach aus dem Dichtelement herausgezogen wird.

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