DE2243187A1 - CATHODE FOR GALVANIC ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING IT - Google Patents

CATHODE FOR GALVANIC ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING IT

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DE2243187A1
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Description

Kathode für galvanisches Element und Verfahren zu deren HerstellungCathode for galvanic element and process for their manufacture

Die Erfindung betrifft gerollte Kathoden für galvanische Elemente und Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to rolled cathodes for galvanic elements and processes for their production.

Es ist bekannt, daß bei gerollten zylindrischen Batterieelementen grosse Elektrodenflächen und hohe Leistung^- kennv.'erte erhalten werden. Bei solchen Elementen bzw. Zellen werden Lagen aus Anoden- und Kathodenmaterial verwendet, die spiralig zwischen Lagen aus einem mit dem Elektrolyten imprägnierten saugfähigen Separatormaterial gewickelt sind. Die Anoden und Kathoden werden durch ein dünnes leitendes Material gebildet, das ein elektrochemisch aktives Material sein kann oder das, insbesondere bei Kathoden, ein leitender Träger für1 It is known that large electrode areas and high performance characteristics are obtained with rolled cylindrical battery elements. In such elements or cells, layers of anode and cathode material are used, which are wound spirally between layers of an absorbent separator material impregnated with the electrolyte. The anodes and cathodes are formed by a thin conductive material, which can be an electrochemically active material or, especially in the case of cathodes, a conductive carrier for 1

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aktives Material ist. Die US-Patentschrift 2 536 699 zeigt ein Beispiel einer solchen Zelle.active material is. U.S. Patent 2,536,699 shows an example of such a cell.

Norinalerv/eise ist das aktive Material von Kathoden ein Feststoff, gewöhnlich ein Metalloxid, -sulfid oder1 -salz, beispielsv/eise ein Halogenid. Solche Massen sind bei ihrer maximalen Schüttdichte spröde und unelastisch und es besteht die Gefahr, daß sie bei der Verformung als Masse splittern oder zerbröckeln. Bei verringerter Schüttdichte, beispielsweise in einer porösen Form, wie sie für einen grossen Oberflächenkontakt mit Flüssigkeiten verwendet wird, ist diese Gefahr noch erhöht.Norinalerv / else is the active material of cathode, a solid, usually a metal oxide, sulfide or salt 1, beispielsv / else a halide. Such masses are brittle and inelastic at their maximum bulk density and there is a risk that they will splinter or crumble as a mass when deformed. With a reduced bulk density, for example in a porous form such as is used for large surface contact with liquids, this risk is increased.

Die US-Patentschrift 3 432 351 beschreibt die Herstellung gesinterter Platten aus aktivem Elektrodenmaterial in offenen Taschen eines leitenden Gitters mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 2,5 mm (etwa 0,02 bis 0,1 "), um eine rollbare Elektrode aus zerkleinerungsfähigem Material zu erhalten, das in den Hohlräumen des Gitters gehalten wi.rd. Obwohl die Gitter als hochflexibel beschrieben sind, zeigen sie dennoch einen Widerstand gegen Biegung wegen der Dicke des Gitters, so daß die erhaltene Elektrode schwierig zu rollen ist. Ausserdem ergibt die Elektrode einen geringen Wirkungsgrad, der durch einen verhältnismässig grossen Anteil des Trägers für das aktive Material bedingt ist und bei manchem aktiven Material besteht die Neigung, sich beim Biegen vom Gitterrnaterial zu lösen.U.S. Patent 3,432,351 describes the preparation sintered plates of active electrode material in open pockets of conductive mesh about 0.5 to 2.5 mm (about 0.02 to 0.1 ") thick, around a To obtain a rollable electrode made of crushable material, which is held in the cavities of the grid. Although the grids are described as being highly flexible, they nonetheless exhibit resistance to flexing the thickness of the grid, so that the resulting electrode is difficult to roll. It also gives the electrode a low level of efficiency, which is due to a relatively large proportion of the carrier is required for the active material and exists in some active material the tendency to detach from the mesh material when it is bent.

Das unelastische Verhalten der erwähnten aktiven Kathodenmaterialien beeinträchtigt ernstlich die bauliche Ge:; Ia]-tung und macht den Zusammenbau einer gerollten Zelle schwierig. Aktives Material auf einer Kathodenbasis darf nicht so dick sein, daß es beim Biegen der B :.;i s brücke] LThe inelastic behavior of the mentioned active cathode materials seriously affects the structural Ge :; Ia] -ung and makes the assembly of a rolled cell difficult. Active material on a cathode base must not be so thick that when the B:.; Is bridge] L

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und dadurch der Wirkungsgrad der Kathode beschränkt wird. Hierdurch wird der Zusammenbau zylindrischer Zellen kompliziert und teuer gemacht.and thereby the efficiency of the cathode is limited. This enables the assembly of cylindrical cells made complicated and expensive.

Die US-Patentschrift 3 485 677 beschreibt die Anpassung einer alkalischen Modifikation der Leclanche-Zelle für eine gerollte Zelle unter Verwendung eines Kohlenstoffgewebes, dessen Öffnungen mit einer Paste aus einem Elektrolyten und einem suspendierten aktiven Kathodenina terial gefüllt sind. Obwohl bei einem solchen Kathodenaufbau die Probleme des Bröckeins des aktiven Materials vermieden sind, ist der elektrische Kontakt zwischen dem aktiven Kathodenina terial und dem stromführenden Träger etwas begrenzt, so daß eine geringe Ausnutzung des aktiven Kathodenmaterials erhalten wird. Eine ähnliche Kathodenbauform ist in der US-Patentschrift 3 455 739 gezeigt, bei welcher gesintertes aktives Material von einer Gaze getragen wird.U.S. Patent 3,485,677 describes the adaptation an alkaline modification of the Leclanche cell for a rolled cell using a carbon cloth, its openings with a paste of an electrolyte and a suspended active cathodenina are filled. Although with such a cathode structure, there are problems of active material breaking down are avoided is the electrical contact between the active Kathodenina material and the current-carrying carrier somewhat limited so that little utilization of the cathode active material is obtained. A similar cathode design is shown in U.S. Patent 3,455,739 in which sintered active material is made from a Gauze is worn.

Die Menge aktiven Materials, die nicht aus einer Kathodenbasis te im Biegen herausbröckelt, kann dadurch erhöht v.erden, daß es auf die Basis gemischt mit einem Bindemittel aufgebracht wird, wie in der US-Patentschrift 2 536 699 angegeben. Ein Bindemittel erhöht jedoch die . Materialkosten und verringert die Elektronenentladungsgesehwindigkeit der Kathode dadurch, daß das aktive Material verdünnt und die Oberfläche des Materials gegen den Kontakt mit dem Elektrolyten blockiert wird.The amount of active material that does not crumble out of a cathode base during bending can thereby be increased v. that it is applied to the base mixed with a binder, as in the U.S. patent 2,536,699 stated. However, a binder increases this. Material cost and reduces the electron discharge speed the cathode in that the active material is thinned and the surface of the material against the contact with the electrolyte is blocked.

Solche Beschränkungen durch ein Bindemittel erfordern die Verwendung überschüssigen aktiven Kathodenmaterials auf einer biegsamen Kathodenbasis. Wenn eine solche unwirksame Kathode verwendet werden muß, so hat dies zur Wirkung, daß die Leistungskennwerte eines gerolltenRequire such binder restrictions the use of excess cathode active material on a flexible cathode base. If such an ineffective cathode must be used, so do so to the effect that the performance characteristics of a rolled

3 098 11 /1 07,8 BAD QRJSINAt. r? ^3,098 11/1 07.8 BAD QRJSINAt. r? ^

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Batterieelements, bei dem eine solche Kathode verwendet wird, dadurch beschränkt wird, daß das aktive Material, das in dem zur Verfügung stehenden Raum einer zylindrischen Batterie verwendbar ist, begrenzt wird.Battery element using such a cathode is limited by the fact that the active material, that can be used in the available space of a cylindrical battery is limited.

Ein weiterer Nachteil bekannter gerollter Elektroden besteht in der Eigenelastizität ihrer Basismaterialien. Wenn eine gerollte Anordnung in ihren Behälter eingesetzt wird, besteht die Gefahr, daß das Basismaterial infolge der Elastizität sich etwas offen federt. Hierdurch wird der gewünschte gleiclirnässige und enge Abstand der Kathode von der Anode gestört, so daß die Fähigkeit der Zelle, eine hohe Stromentladung aufrecht zu erhalten, etwas verloren geht. In der US-Patentschrift 3 364 069 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Lösung dieses Zusammenbauproblems beschrieben. Jedoch verursachen der Zeitaufwand und die Ausrüstung zur Lösung des Problems ziemliche Kosten.Another disadvantage of known rolled electrodes is the inherent elasticity of their base materials. If a rolled assembly is placed in its container, there is a risk that the base material due to the elasticity, springs slightly open. This creates the desired equal and narrow spacing the cathode disturbed by the anode, so that the cell's ability to maintain a high current discharge something is lost. U.S. Patent 3,364,069 describes a method and a device for solving this assembly problem. However, that cause The time and equipment needed to solve the problem is quite a cost.

Durch die Erfindung wird eine Kathode für ein 'galvanisches Element aus aneinander angelenkten Segmenten angegeben, bei der ein biegsames elektrisch leitendes Folienmaterial in innigem elektrischen Kontakt mit einer Anzahl von benachbarten Segmenten aus normalerweise nicht biegsamem aktiven Kathodenmaterial stellt, welche Segmente durch Nuten von ausreichender Breite und Tiefe getrennt sind, so daß benachbarte Segmente mit Bezug aufeinander zur Bildung einer cpiraligen Spule verlagert werden können, jedoch in elektrischem Kontakt bleiben, und zumindest ein Teil des Kathodenmaterials benachbarter Segmente in grössere Nähe1ohne Verlust an aktivem Kathodenmaterial gebracht wird. Es wird ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung der segmentförmi gen Kathode beschrieben, bei welchem das leitende Folierimateria.1 und das aktiveThe invention provides a cathode for a galvanic element made of hinged segments, in which a flexible electrically conductive sheet material is in intimate electrical contact with a number of adjacent segments made of normally inflexible active cathode material, which segments are formed by grooves of sufficient width and Depth so that adjacent segments can be displaced with respect to one another to form a spiral coil, but remain in electrical contact, and at least a portion of the cathode material of adjacent segments is brought into closer proximity 1 without loss of active cathode material. A continuous process for the production of the segment-shaped cathode is described, in which the conductive Folierimateria.1 and the active

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Kathodenmaterial durch den Spalt von gegenüberliegenden Druckwalzen mit Querrippen gefördert werden, die, wenn die Walzen gedreht werden, in eine Stellung kommen, in der sie einander gegenüberliegen.Cathode material are conveyed through the gap of opposite pressure rollers with transverse ribs, which, if the rollers are rotated come into a position in which they face each other.

Durch die Erfindung wird ferner eine biegsame Kathode aus normalerweise nicht biegsamem Kathodenmaterial angegeben, die zu einer spiraligen Form gerollt werden kann, ohne daß aktives Kathodenmaterial durch Abbröckeln verloren geht.The invention also provides a flexible cathode made from normally non-flexible cathode material which can be rolled into a spiral shape without the cathode active material from crumbling get lost.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer typischen erfindungsgemässen fäthodenform;Fig. 1 is a perspective view of a typical inventive fäthodenform;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;2 shows a view in section on an enlarged scale along the line 2-2 in Fig. 1;

Fig« 3 eine schaubildliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Kathode;3 shows a perspective view of a further embodiment the cathode according to the invention;

Fig. 4 in vergrössertem Maßstab eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3;4 shows a view in section on an enlarged scale along the line 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Kathode nach Fig. 1;Fig. 5 shows a preferred method of manufacturing the cathode of Fig. 1;

Fig« 6 eine Ansicht irn Schnitt eines typischen gerolltenFigure 6 is a sectional view of a typical rolled

Bündels, das eine erfindungsgemässe Kathode, * eine Anode und Separatoren enthält;Bundle that has a cathode according to the invention, * contains an anode and separators;

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt eines typischen gerolltenFigure 7 is a sectional view of a typical rolled

Bündels, das eine Kathode mit gekrümmten SegmentenBundle that has a cathode with curved segments

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von abgestuften Halbmessern enthält. of graduated radiuses.

Die erfIndungsgemässe Kathode ist ein Streifen aus benachbarten Segmenten eines normalerweise nicht biegsamen aktiven Materials, wobei die benachbarten Segmente durch eine biegsame, leitende folienförmige Basis, die sich durch die Segmente erstreckt, gelenkig miteinander verbunden sind, wobei Teile der Segmente, die der Anlenkung benachbart sind, frei von Material sind, das splittert oder bröckelt, wenn ein Segment verschwenkt wird. Die Segmente des Streifens haben gewöhnlich eine im wesentlichen konstante maximale Dicke und können aus einem kohäsiven, elektrochemiach aktiven, normalerweise unbiegsamen Elektrodenmaterial hergestellt werden. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.The cathode according to the invention is made of a strip adjacent segments of a normally inflexible active material, the adjacent segments hingedly together by a flexible conductive sheet-like base extending through the segments are connected, with parts of the segments that are adjacent to the articulation, are free of material that splinters or crumbles when a segment is pivoted. The segments of the strip usually have an im substantial constant maximum thickness and can be made from a cohesive, electrochemically active, usually inflexible electrode material are produced. For a better understanding of the invention, it is described below described with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 und 2, in denen eine erfindungsgemässe Kathodenform dargestellt ist, zeigen einen zusammenhängenden Streifen benachbarter Segmente 1 aus normalerweise unbiegsamem aktiven Kathodenmaterial, welches eine zusammenhängende biegsame elektrisch leitende Folienbasis 2 umgibt, die sich zusammenhängend durch die zusammenhängenden Segmente erstreckt. Bei dieser Ausführungsform hat die folienförmige Basis 2 durchgehende Hohlräume, die eine Kohäsionskraft des Kathodenmaterials auf beiden Seiten der Folie in diesen Hohlräumen ermöglichen. Unter der hier verwendeten Bezeichnung biegsam bzw, flexibel ist zu verstehen, daß das Material Leim Biegen nicht bricht und gegenüber dem Material des Segments bevorzugt biegsam ist. Quernuten 24, die sich Ober den Streifen im wesentlichen parallel zueinander erstrecken,1 and 2, in which a cathode shape according to the invention is shown, show a contiguous strip of adjacent segments 1 of normally inflexible active cathode material which surrounds a contiguous, flexible, electrically conductive foil base 2 which extends contiguously through the contiguous segments. In this embodiment, the film-shaped base 2 has continuous cavities which enable a cohesive force of the cathode material on both sides of the film in these cavities. The term pliable or flexible as used here is to be understood as meaning that the material glue, bending, does not break and is preferably pliable compared to the material of the segment. Transverse grooves 24 extending across the strip substantially parallel to one another ,

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unterscheiden benachbarte Segmente voneinander. Diese Nuten haben eine Tiefe bis zur folienförmigen Basis 2 und sind ausreichend breit, damit die Segmente auf jeder Seite jeder Nut mit der Basis 2 als Gelenk gebogen werden können, um das aktive Kathodenmaterial benachbarter Segmente in grössere Nähe zu bringen, ohne daß aktives Material durch Abbröckeln verloren geht, wenn der Segment streifen in Form einer dichten Spirale gebracht wird.distinguish adjacent segments from one another. These grooves have a depth up to the foil-shaped base 2 and are sufficiently wide that the segments on either side of each groove are bent with the base 2 as a hinge can to bring the active cathode material of adjacent segments in greater proximity without active Material is lost through crumbling when the segment strip is brought into the form of a tight spiral.

Figo 3 zeigt eine weitere erfindungsgemässe KathodenfOr1ITi mit einer Reihe von bogenförmigen Segmenten aus normalerweise nicht biegsamem Kathodenmaterial 8-12, die miteinander längs Angrenzungslinien 3-6 durch eine zusammenhängende, biegsame, -elektrischleitende folienförmige Basis verbunden sind, wie bei 14 in Fig. 4 gezeigt, welche -Basis sich zusammenhängend durch die bogenförmigen Segmente und Angrenzungslinien erstreckt. Fig. zeigt in vergrössertem Maßstab eine Schnittansicht durch das erhaltene Gebilde mit näheren Einzelheiten und die 'Erstreckung der Basis 14, ebenfalls mit durchgehenden HoMS'ü-men, in kontinuierlicher Form durch die bogenförmig eh Segmente und -bildet zwischen diesen eine gelenkige Verbindung. Die dargestellte Anordnung kann zu einer iopiraue um die gelenkigen Verbindungen längs der Ang"re'H2ungslinien 3, 4, .5 usw. zur Bildung einer Kathode werden.. -3 shows a further cathode for 1 ITi according to the invention with a series of arcuate segments made of normally non-flexible cathode material 8-12, which are connected to one another along adjoining lines 3-6 by a coherent, flexible, electrically conductive film-shaped base, as at 14 in FIG. 4, which base extends contiguously through the arcuate segments and adjoining lines. FIG. 1 shows, on an enlarged scale, a sectional view through the structure obtained with more details and the extension of the base 14, likewise with continuous hoops, in continuous form through the arcuate segments and forms an articulated connection between them. The arrangement shown can be used to form a cathode around the articulated connections along the angular lines 3, 4, .5 etc. to form a cathode.

Der K'^üiriEiunf sradius dieser bogenförmigen Segmente kann köntinüierlnca von der-einen Gelenklinie eines Segments zu seiner nächsten Gelenklinie verändert werden. In. . dar* ,'meisten lallen ist es jedoch zweckmässig, einen J-ön-b'iaiiten mittleren Krümmungsradius bei einem Segment, zu verwanden«The radius of these arcuate segments can be kantinüierlnca from the one joint line of a segment can be changed to its nearest joint line. In. . dar *, 'however, it is most useful to J-ön-b'iaiiten mean radius of curvature in a segment, to twist "

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11/10 2 8 BADDRIGINAL1 11/10 2 8 BATHROOM DRIGINAL 1

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Fig. 5- zeigt ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Kathode nach Fig. 1 und 2. Bei diesem Verfahren wird eine poröse, zusammenhängende, biegsame elektrisch leitende folienförmige Basis 15 kontinuierlich in eine Beladezone 16 bewegt. Die Beladezone 16 wird ferner# von einer Quelle 17 mit einem Strom teilchenförmigen aktiven Kathodenmaterials 18 beliefert und ist durch zylindrische Druckwalzen 19 und 20 begrenzt, die sich in den angegebenen Richtungen drehen. Die Druckwalzen 19 und 20 sind mit axialen Walzenrippen 21 und 22 versehen, die so angeordnet sind, daß aufeinanderfolgende Paare derselben einander gegenüberliegen, wenn die Walzen· flächen einander am nächsten liegen.5- shows a preferred method for producing the cathode according to FIGS. 1 and 2. In this method, a porous, coherent, flexible, electrically conductive, sheet-shaped base 15 is continuously moved into a loading zone 16. The loading zone 16 is further supplied by a source 17 # particulate with a stream of cathode active material 18 and is bounded by cylindrical pressure rollers 19 and 20 which rotate in the indicated directions. The pressure rollers 19 and 20 are provided with axial roller ribs 21 and 22 which are arranged in such a way that successive pairs of these are opposite one another when the roller surfaces are closest to one another.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Basis 15, die Zufuhrgeschwindigkeit der Teilchen 18 und die Umfangsgeschwindigkeit der Rippen 21 und 22 sind so koordiniert, daß das Produkt, das zwischen den Rippen 21 und 22 austritt, ein zusammenhängender Streifen ist, der mit seiner Form der in Fig. 1 und 2 dargestellten Kathode entspricht.The moving speed of the base 15, the feeding speed of the particles 18 and the peripheral speed of the ribs 21 and 22 are coordinated so that the product exiting between the ribs 21 and 22 is a continuous strip that corresponds to its shape corresponds to the cathode shown in Figs.

In Fig. 6, welche eine Schnittansicht durch die Achse einer typischen gerollten Zelle nicht maßstabgerecht zeigt, ist eine erfindungsgemässe Elektrode dargestellt. Das dargestellte Bündel besteht aus einem Anodenfolienmaterial 25, das von einer saugfähigen Separatorfolie 2 eingeschlossen ist, welche mit dem Kathodenstreifen 27 von der in Fig. 2 dargestellten Art in eine spiralige Form gewickelt ist, so daß Separatormaterial zwischen abvjechselnden Lagen der Anode und der Kathode erhalten wird.In Figure 6, which is a sectional view through the axis of a typical rolled cell, not to scale shows an electrode according to the invention is shown. The bundle shown consists of an anode foil material 25 which is supported by an absorbent separator foil 2 is included, which is connected to the cathode strip 27 of the type shown in Fig. 2 is wound in a spiral shape so that separator material between alternating layers of the anode and the cathode is obtained.

In Fig. 7, in welcher eine weitere erfindungsgemässeIn Fig. 7, in which a further inventive

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Kathode dargestellt ist, ist ebenfalls eine Schnittansicht durch die Achse eines typischen gerollten Zellenbündels dargestellt. Bei diesem Bündel ist ebenfalls ein Anodenfolieninaterial 25 verwendet, das von einer saugfähigen Separatorfolie 26 eingeschlossen ist. Die Kathode 2 8 wird durch eineReihe von aneinander angelenkten bogenförmigen Segmenten von abgestuften Krümmungsradien, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, gebildet, wobei die Krümmungsradien so abgestuft sind, daß sie dem zwischen den K±hodenma.teriallagen eingeschlossenen Anodenmaterial genau angepaßt sind,,Cathode is also a sectional view through the axis of a typical rolled cell bundle shown. In this bundle, an anode foil material 25 is also used, which is enclosed by an absorbent separator foil 26. The cathode 2 8 is defined by a series of hinged arcuate segments of stepped radii of curvature, such as shown in Fig. 3 and 4, the radii of curvature are graduated so that they are between the K ± hodenma.teriallagen enclosed anode material are precisely adapted,

Der Zweck dieser Kathodenausbildung besteht darin, einen praktisch gleichmässigen Abstand zwischen dem Kathodenmaterial und dem Anodenmaterial, mit dem es gerollt wixnd, aufrechterhalten zu können, wobei neue Vorteile hinsichtlich der Menge des aktiven Kathodenmaterials,.das zur elektrischen Entladung zur Verfügung steht, und des leichten Zusammenbaus der gerollten Zelle ohne Schwierigkeit durch elastisches federndes Verhalten bestehen.The purpose of this cathode training is to provide a substantially uniform distance between the cathode material and the anode material with which it is rolled Wix n d, maintained at, and new advantages of the amount of the cathode active material, .the is able to respect the electrical discharge is available, and the easy assembly of the rolled cell without difficulty through elastic resilience.

Die erfindungsgemässe Kathode kann als eine Reihe von flachen Segmenten gerollt werden, wobei Beschränkungen hinsichtlich der Breite bestehen, die von der Krümmung abhängen, der die Reihe folgt. Bei einer gerollten Zelle können Segmente von konstanter Breite 75 bis 120° eines Kreisbogens in der Mitte einer Rolle überdecken, wobei die Überdeckung allmählich auf 12 - 10° eines Kreisbogens am äusseren Teil einer Rolle zurückgeht. Flache Segmente werden wegen der Einfachheit ihrer Bildung und ihrer guten Eignung für den Zusammenbau einer Vielfalt von gerollten Zellen bevorzugt.The cathode of the invention can be rolled as a series of flat segments, with limitations in terms of width consist of that of the curvature depend on which the series follows. With a rolled cell, segments of constant width 75 to 120 ° can be one Cover the circular arc in the middle of a roll, gradually increasing the overlap to 12 - 10 ° of a circular arc decreases on the outer part of a role. Flat segments are because of the simplicity of their formation and their suitability for assembling a variety of rolled cells is preferred.

Die Abmessungen der Kathode aus flachen Segmenten sindThe dimensions of the cathode made up of flat segments are

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3 0 9 8 11/10?83 0 9 8 11/10? 8

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in der Schnittansicht der Fig. 2 mit d. , d2, dg, d4 und dr bezeichnet. Für das Verhältnis dieser Abmessungen zueinander werden die folgenden Bereiche angegeben:in the sectional view of FIG. 2 with d. , d 2 , dg, d 4 and dr. The following ranges are given for the relationship between these dimensions:

dr ein Dickenbereich von etwa 0,025 mm bis etwa 0,50 mm (von etwa 0,001 bis etwa 0,020 ")» vorzugsweise von etvja 0,25 mm bis etwa 0,38 mm (von etwa 0,010 bis etwa Q,015 "), jedoch immer weniger als dt.;dr a thickness range from about 0.025 mm to about 0.50 mm (from about 0.001 to about 0.020 "), preferably from about 0.25 mm to about 0.38 mm (from about 0.010 to about 0.015"), but always less than d t .;

d2 ein Bereich von 10 bis 100 %, vorzugsweise 15 - 25 % von d.;d 2 a range from 10 to 100%, preferably 15-25% of d .;

d^ ein Bereich von etwa 1/3 von dr bis 50 %, vorzugsweise 20 -15 %, von d~;d ^ a range of about 1/3 from dr to 50%, preferably 20-15%, of d ~;

2 ein Bereich von 10 - 50 %, vorzugsweise 20 % bis 50 %, von d~.2 a range of 10 - 50%, preferably 20% to 50%, from d ~.

Typische Abmessungen der Segmente in Millimeter (bzw. in Zoll) eines kontinuierlichen Streifens solcher Segmente zur Verwendung in Zellen von der Grosse "C" und "D" sind wie folgt:Typical dimensions of the segments in millimeters (or in Inches) of a continuous strip of such segments for use in "C" and "D" size cells as follows:

- 10 -- 10 -

309811/10?8309811/10? 8

Variationen Ci1 d2 dg d^ d5 Variations Ci 1 d 2 d g d ^ d 5

I - 2,667 mm 0,508 mm 1,118 mm 0,508 mm 0,355 mm " k I - 2.667mm 0.508mm 1.118mm 0.508mm 0.355mm " k

(0,105 ») 0,020 ") (0,044 ") (0,02,0 ") (0,014 ") ^(0.105 ») 0.020") (0.044 ") (0.02.0") (0.014 ") ^

II - 2,565 mm 0,610 mm 2,286 mm 1,270 mm 0,381 mmII - 2.565mm 0.610mm 2.286mm 1.270mm 0.381mm

(0,101 ")' (0,024 ") (0,090 ") (0,050 ·') (0,015 ")(0.101 ") '(0.024") (0.090 ") (0.050 ·') (0.015")

2 III - 3,175 mm 0,889 mm 2,286 mm 0,508 mm 0,355 mm2 III - 3.175mm 0.889mm 2.286mm 0.508mm 0.355mm

2 , (0,125 ") (0,035 ") (0?090 ") (0,020 ") (0,014 ")2, (0.125 ") (0.035") (0? 090 ") (0.020") (0.014 ")

_* j IV - 3,175 mm 0,508 mm 1,143 mm 0,127 mm 0,355 mm_ * j IV - 3.175 mm 0.508 mm 1.143 mm 0.127 mm 0.355 mm

2 (0,125 ") (0,020 ") CO,045 ") (0,005 ") (0,014 ")2 (0.125 ") (0.020") CO.045 ") (0.005") (0.014 ")

V 3,175 mm 0,305 mm 0, 762 mm 0,381 mm 0,355 mmV 3.175mm 0.305mm 0.762mm 0.381mm 0.355mm

(0,125 ») (0,012 ") (0,030 ") (0,015 ") (0,014 ")(0.125 ») (0.012") (0.030 ") (0.015") (0.014 ")

0R-51S10R-51S1

Für grössere Zellen können diese Abmessungen jedoch grosser sein.For larger cells, however, these dimensions can be larger be.

Kathodenstreifen für gerollte "C"-Grösse Zellen erfordern Quernuten, um das Abbröckeln von Kathodenmaterial zu-vermeiden, wenn die Dicke d3 von Fig. 2 0,50 mm (0,020 ") überschreitet. Gerollte Zellen von der Grosse "C" haben einen Aussendurchmesser der spiraligen Elektrodenrolle von etwa 2,54 mm (von etwa 1 "). Die. kritische Streifendicke, bevor Quernuten verwendet werden müssen, für grössere oder kleinere Rollen ist dementsprechend grosser oder kleiner.Cathode strips for rolled "C" size cells require transverse grooves to prevent crumbling of cathode material when the thickness d 3 of FIG. 2 exceeds 0.50 mm (0.020 "). Rolled" C "size cells have one Outside diameter of the spiral electrode roll of about 2.54 mm (about 1 "). The. critical strip thickness before transverse grooves have to be used, for larger or smaller rolls is accordingly larger or smaller.

Der Kreisbogen-Überdeckungsbetrag kann bei einer gerollten Zelle grosser sein, wenn die Segmente kreisbogenförmig sind. Die Segmente können aufeinanderfolgend den gleichen Kreisbogen haben und breiter sein als flache Segmente, die für den gleichen Zweck verwendet werden könnten.The arc coverage amount can be rolled with a Cell be larger if the segments are circular arc-shaped. The segments can have the same circular arc consecutively and be wider than the flat segments that are used for could be used for the same purpose.

Wie in Fig. 3 gezeigt, können die bogenförmigen Segmente in ihrer Krümmung so abgestuft sein, daß sie praktisch eine Reihe von starren Kreisbögen bilden, welche, wenn sie um ihre Anlenkungen herum verschwenkt werden, gleichmässig gegen Anode und Separator pressen können, die zwischen den Lagen der spiralförmigen Kathode angeordnet sind. Die Segmente können als aufeinanderfolgende Teile einer perfekten Spirale mit einem ständig zunehmenden Kreisbogenradius in jedem Segment gegossen werden, jedoch wird in der Praxis bevorzugt, daß für jedes Segment der mittlere Radius eines kreisbogenförmigen Segments über das ganze Segment verwendet wird.As shown in Fig. 3, the arcuate segments be so graduated in their curvature that they practically form a series of rigid circular arcs, which when they are around their articulations are pivoted around, can press evenly against the anode and separator, which between the layers of the spiral cathode are arranged. The segments can be considered as successive parts of a perfect Spiral with a constantly increasing circular arc radius be cast in each segment, but in practice it is preferred that the middle one for each segment Radius of a circular arc segment is used over the entire segment.

Der größte durchführbare Kreisbogenüberdeckungsbetrag in einer gerollten Zelle durch ein gekrümmtes Segment istThe largest feasible arc coverage amount in of a rolled cell is by a curved segment

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180°. Normalerweise werden bei einer Reihe von abgestuften kreisbogenförmigen Segmenten die Segmente für das Innere einer Zellenrolle bis zu 180° Kreisbogenüberdeckung je Segment vorgesehen und geringere Überdeckung sbetrage von beispielsweise für das aus sere einer Zellenrolle.180 °. Typically, if you have a series of stepped circular arc-shaped segments, the segments for the inside of a cell roll is provided for up to 180 ° arc coverage per segment and less coverage s amounts of for example for the sere of a cell roll.

deckungsbeträge von beispielsweise 120° bei Segmentencover amounts of, for example, 120 ° for segments

Durch jedes Segment dieser Kathode erstreckt sich ein biegsames leitendes Folienmaterial hindurch und in das nächste .Segment. Aus Gründen des geringeren Gewichts und des leichteren Zusammenbaus kann das Folienmaterial mit durchgehenden Hohlräumen hergestellt-werden. Dieses Basismaterial, ein Stromleiter für das aktive Material der Segmente, ermöglicht, daß benachbarte Segmente am Grund der Nuten gebogen werden können, ohne daß sich aktives Material der Segmente löst oder das Folienmaterial bricht. Normalerweise ist es so leicht mit Bezug auf die Menge des aktiven Materials in den Segmenten, daß seine Federelastizität, wenn benachbarte Segmente gebogen werden, vernachlässigbar ist. Vorzugsweise hat das Folienmaterial .50 % oder mehr durchgehende Hohlräume, so daß das aktive Material durch seine Kohäsion in Kontakt durch das Folienmaterial hindurch gehalten wird, Die erforderliche Dicke des Folienmaterials läßt sich leicht entsprechend der notwendigen Festigkeit und der gegenüber dem aktiven .Material der Segmente bevorzugten Biegefähigkeit bestimmen. Für Kathoden für Zellen von der handelsüblichen "C"-Grösse kann das Folienmaterial eine Dicke von 0,025 mm bis 0,50 mm (0,001 " bis.0,020 ") haben, während für grössere und kleinere Zellen diese Abmessungen sich entsprechend verändern. Dadurch, daß verhältnismässig wenig Basismaterial erforderlich ist, wird ein hoher Kathodenwirkungsgrad erhalten.One extends through each segment of this cathode flexible conductive foil material through and into the next .segment. For the sake of lower weight and the easier assembly, the sheet material can be manufactured with through-void spaces. This Base material, a conductor for the active material of the segments, enables adjacent segments can be bent at the bottom of the grooves without detaching the active material of the segments or the foil material breaks. Usually it is so easy with respect to the amount of active material in the segments, that its resilience when bending adjacent segments is negligible. Preferably has the sheet material .50% or more through voids, so that the active material through its cohesion is maintained in contact through the sheet material, the required thickness of the sheet material can be easy according to the necessary strength and the preferred over the active .Material of the segments Determine flexibility. For cathodes for cells of the commercially available "C" size, the foil material a thickness of 0.025 mm to 0.50 mm (0.001 "to 0.020") have, while for larger and smaller cells these dimensions change accordingly. As a result of that relatively little base material is required, a high cathode efficiency is obtained.

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Die Gelenkwirkung der Basisfolie wird durch die Nuten unterstützt, welche benachbarte Segmente des aktiven Materials voneinander trennen. Das Material soll an den Nuten so weit fehlen, daß ein Segment um seine Anlenkung schwingen kann, ohne daß aktives Material benachbarter Segmente eine solche Druckeinwirkung erfährt, daß ein Verlust an aktivem Material durch Abbröckeln entsteht. Eine gewisse Rissebildung ist zulässig, wenn das aktive Material nicht den elektrischen Kontakt verliert.The hinge effect of the base film is supported by the grooves, which are adjacent segments of the active Separate materials from one another. The material should be missing at the grooves so far that a segment around its articulation can oscillate without the active material of adjacent segments experiencing such a pressure that a Loss of active material due to crumbling occurs. Some cracking is allowed if the active Material does not lose electrical contact.

Die Erfindung ist bei der Verwendung jedes aktiven Kathodenmaterials anwendbar, bei dem die Neigung zum Splittern oder Abbröckeln besteht, wenn eine Masse dieses Materials verformt wird. Fast alle anorganischen Oxide, Sulfide und Salze haben diese Neigung. Beispielsweise Materialien sind Kupfersulfid, Eisensulfide, Silberchlorid, Silberoxid, Nickeloxid, Bleiperoxid und das Reaktionsprodukt von Schwefel und Kupfer, wie nachfolgend beschrieben. Solche Materialien können allein oder gemischt mit anderen kathodenaktiven Materialien verwendet werden. Bevorzugte Materialien für diese Kathoden sind Kupfer(II)-sulfid und Eisen (II )-sulfid.The invention extends to the use of any cathode active material applicable which tends to splinter or crumble when there is a mass of this material is deformed. Almost all inorganic oxides, sulfides and salts have this tendency. For example materials are copper sulfide, iron sulfide, silver chloride, silver oxide, nickel oxide, lead peroxide and the reaction product of sulfur and copper as described below. Such materials can be used alone or mixed with other cathode-active materials Materials are used. Preferred materials for these cathodes are copper (II) sulfide and Ferrous sulfide.

Kupfer(II)-sulfid läßt sich leicht für die erfindungsgemässen Zwecke verwenden. Kupfer in Form von Teilchen in einem Grössenbereich von 50 bis 200 Mikron kann mit sublimiertem Schwefel in einem S/Cu-Atomverhältnis von 1/1 bis 1,1/1 innig vermischt und durch Lagern bei einer Temperatur von etwa 20 C bis zu einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes von Schwefel, vorzugsweise 20 - 600C, gealtert werden. Nach einer Zeit, die von der Teilchengrösse des verwendeten Kupfers, der Porosität des Kupfers und der Temperatur der Gemischlagerung abhängt, schreitet die Reaktion zwischen dem Kupfer und dem Schwefel bis zuCopper (II) sulfide can easily be used for the purposes according to the invention. Copper in the form of particles ranging in size from 50 to 200 microns can be intimately mixed with sublimed sulfur in an S / Cu atomic ratio of 1/1 to 1.1 / 1 and stored at a temperature of about 20 C to a temperature , are aged 60 0 C - below the melting point of sulfur, preferably twentieth After a time, which depends on the particle size of the copper used, the porosity of the copper and the temperature of the mixture storage, the reaction between the copper and the sulfur proceeds to

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einer Stufe leichter Zusammendrückbarkeit ohne Wärmeanwendung fort. Beispielsweise kann ein Gemisch aus Elektrolykupfer mit einer Teilchengrösse bis zu 50 Mikron und dessen halbes Gewicht an Schwefel nach einer Alterung von 10 Stunden bei 25 - 300C oder 20 bis HO Stunden bei 20 - 25°C ein Gemisch ergeben, das, wenn es mit 100 bis 700 kg jeone level of easy compressibility without the application of heat. For example, a mixture of electrolytic copper with a particle size of up to 50 microns and half the weight of sulfur after aging for 10 hours at 25-30 ° C. or 20 to 1 hour at 20-25 ° C. can result in a mixture which, if it with 100 to 700 kg each

2
cm Manometerdruck während einiger'Sekunden bis mehreren Minuten verdichtet wird, eine kohärente feste Masse mit einer solchen Schüttdichte bildet, daß etwa UO % bis 80 % des Gefüges Hohlraum ist.
2
cm pressure is compressed for a few seconds to several minutes, forms a coherent solid mass with such a bulk density that about UO% to 80% of the structure is void.

Die Vervollständigung der Reaktion im gealterten Gemisch kann dadurch erzielt werden, daß dieses auf eine erhöhte Temperatur von vorzugsweise bis 200 C erwärmt wird. Die Reaktion ist beendet, gewöhnlich aber nicht notwendigerweise, nachdem das gealterte Gemisch verdichtet ist. Die verdichtete Masse hängt nicht durch und verändert ihre Abmessungen während der Erwärmung nicht wesentlich.The completion of the reaction in the aged mixture can be achieved by heating it to an elevated temperature of preferably up to 200.degree. the Reaction is complete, usually but not necessarily, after the aged mixture is densified. the compacted mass does not sag and does not change its dimensions significantly during heating.

Das leitende Basismaterial, das zur Anlenkung dient, kann aus einer Vielfalt von Materialien gewählt werden, die nicht zu dem aktiven Kathodenmaterial anodisch sind. Ein solches Material kann beispielsweise aus der folgenden Aufstellung gewählt werden:The conductive base material used for the articulation can be selected from a variety of materials including are not anodic to the cathode active material. Such a material can be selected from, for example, the following Line-up can be selected:

Nickelgasesieb perforierte Nickelfolie nickelplattiertes Eisengazesieb KupfergazeNickel gas sieve perforated nickel foil nickel-plated iron gauze screen copper gauze

perforierte Kupferfolie Silbergaze sieb.perforated copper foil silver gauze sieve.

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Platingazesieb Gazesieb aus rostbeständigem Stahl perforierte Silberfolie perforierte Platinfolie perforierte Folie aus rostbeständigem StahlPlatinum sieve gauze sieve made of rust-proof steel, perforated silver foil perforated platinum foil perforated foil made of rust-proof steel

versilbertes Glasgewebe durch aufgespritzte Silberfarbe silver-plated glass fabric through sprayed-on silver paint

versilbertes Glasgewebe durch wässerige elektrochemische Reduktion von Silbersalzensilvered glass fabric by aqueous electrochemical reduction of silver salts

versilbertes Glasgewebe durch Beschichten mit Silberoxiden, thermisch dissoziiert,silvered glass fabric by coating with silver oxides, thermally dissociated,

versilberte Glasfaserflockenmatte durch aufgespritzte Silberfarbesilver-plated glass fiber flake mat through sprayed on Silver color

versilberteGlasfaserflockenmatte durch wässerige elektrochemische Reduktion von SilbersalzenSilver-coated fiberglass mat by watery electrochemical reduction of silver salts

versilberte Glasfaserflockenmatte durch Beschichten mit Silberoxiden, thermisch dissoziiertsilvered glass fiber flake mat by coating with silver oxides, thermally dissociated

versilbertes Nylongewebe durch aufgespritäe Silberfarbe Silver-plated nylon fabric with sprinkled silver paint

versilbertes Nylongewebe durch wässerige elektrochemische Reduktion von SilbersalzenSilver-plated nylon fabric by aqueous electrochemical reduction of silver salts

Gewebe aus Silber- und Glasfäden als Kette und Schuß (Mischgewebe )Fabric made of silver and glass threads as warp and weft (Mixed fabric)

Gewebe aus Fäden aus rostbeständigem Stahl und Glas als Kette und Schuß (Mischgewebe)Fabric made of threads made of rust-resistant steel and glass as warp and weft (mixed fabric)

Die erfindungsgemässe Elektrode kann nach verschiedenenThe electrode according to the invention can be according to various

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Verfahren hergestellt werden. Bei einem Verfahren kann eine zusammenhängende Masse aus kathodenaktivem Material, durch das sich ein Basismaterial erstreckt, beispielsweise durch Gießen oder Pressen von Teilchen gebildet werden und später durch Verdichten oder Wegnehmen kathodenaktiven Materials längs der beabsichtigten Gelenklinien eingekerbt bzw. genutet werden» Vorzugsweise kann die Elektrode durch Zusammenpressen von Teilchen aktiven Materials um das leitende Folienmaterial zwischen gerippten parallelen Gesenken hergestellt werden, die Segmente aufeinanderfolgend oder in Gruppen ergeben, wobei gleichzeitig die Segmente mit Gelenken und Nuten längs der Gelenklinien gebildet werden.Process are produced. In one method, a coherent mass of cathode-active material, through which a base material extends, for example formed by casting or pressing particles and later by compacting or removing cathode-active material along the intended hinge lines notched or grooved »Preferably, the electrode can be made by compressing particles active material around the conductive sheet material between ribbed parallel dies, the Segments result one after the other or in groups, at the same time the segments with joints and grooves be formed along the hinge lines.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung flacher Segmente ist in Fig. 5 dargestellt. Bei der Einrichtung für dieses Verfahren sind zwei Druckwalzen von gleichem Durchmesser vorgesehen, von denen jede in gleichen Abständen mit axialen Umfangsrippen versehen ist, die so umlaufen, daß aufeinanderfolgende Rippen jeder Walze an der Stelle ihrer größten Annäherung einander gegenüberliegen. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Rippen an der Stelle ihrer größten Annäherung kann kleiner als die Dicke des leitenden Folienmaterials sein, so lange das Folienmaterial nicht durchgetrennt wird, ist jedoch vorzugsv.eise grosser als diese Dicke. Für "C"- und "D"-Zellenkathoden liegt diese Dicke im Bereich von 0,0251I mm bis 0,25 90 mm (0,001 " bis 0,01020 "), vorzugsweise 0,254 mm bis 0,3 81 mm (0,010 " bis 0,015 l!). Der Abstand der Walzenoberflächen bestimmt die Dicke der herzustellenden Segmante,A preferred method of making flat segments is shown in FIG. In the device for this method, two pressure rollers of the same diameter are provided, each of which is provided at equal intervals with axial circumferential ribs which revolve so that successive ribs of each roller face each other at the point of their closest approach. The distance between the opposite ribs at the point of their closest approach can be smaller than the thickness of the conductive foil material, as long as the foil material is not severed, but is preferably greater than this thickness. For "C" and "D" cell cathodes this thickness is in the range of 0.025 1 mm to 0.25 90 mm (0.001 "to 0.01020"), preferably 0.254 mm to 0.3 81 mm (0.010 "to 0.015 l! ) The distance between the roller surfaces determines the thickness of the segment to be produced,

Bei der Durchführung des Verfahrens wird ein zusammenhängender Streifen aus leitendem Folienmaterial zwischenWhen performing the method, a continuous strip of conductive sheet material is between

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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??4318743187

die mit Rippen versehenen Walzen mit der Umfangsgeschwindigkeit der Walzenoberflachen zugeführt. Eine Beladezone für auf dem Folienmaterial zu verdichtendem aktiven Kathodenmaterial ist zwischen den Walzen, wo sie sich ihrer größten Nähe annähern, vorgesehen und durch Halteelemente am Ende der Rippen begrenzt. Teilchen aus kathodenaktivem Material werden dieser Beladezone während der Förderung des Folienmaterials durch diese Zone zugemessen. Wenn das Folienmaterial viel mehr als 50 %, beispielsweise 90 %, durchgehende Hohlräume hat, kann die Zufuhr von Teilchen oft nur auf der einen Seite des Folienmaterials geschehen, da die nicht verdichteten Teilchen leicht durch die Hohlräume hindurchtreten. Während des Durchtritts der Teilchen und des Folienmaterials durch die Stelle größter Annäherung v/erden die Teilchen auf dem Basismaterial unter gleichzeitiger Bildung der Gelenk- bzw. Angrenzungslinien zwischen den Segmenten durch den Spalt der einander gegenüberliegenden Walzenrippen verdichtet.the rollers provided with ribs are fed at the peripheral speed of the roller surfaces. A loading zone for active cathode material to be compacted on the sheet material is between the rollers where they meet approach closest, provided and limited by retaining elements at the end of the ribs. Particles of cathode active Material is metered into this loading zone while the film material is being conveyed through this zone. If that Foil material much more than 50%, for example 90%, has continuous cavities, the supply of particles can often only take place on one side of the film material, since the uncompacted particles easily pass through the voids. During the passage of the particles and the sheet material through the point of closest approach v / ground the particles on the base material while simultaneously Formation of the joint or border lines between the segments through the gap between the opposing segments Compacted roller ribs.

Bei diesem Elektrodenmaterial ist das Basismaterial mittig angeordnet, was ein wünschenswertes Merkmal für den besten Beitrag einer Kathode zu ainein lang dauernden hohen Ent~ ladungsstrom in einer Batteriezelle darstellt. Die Elektrode kann jeder gewünschten weiteren Behandlung unterzogen werden, beispielsweise einer Wärmebehandlung, oder unmittelbar auf einer Rolle gesammelt v.erden. Sie kann zur leichten Handhabung beim Zusammenbau einer gerollten Zelle in jede gewünschte Länge geschnitten werden.In this electrode material, the base material is centered, which is a desirable feature for the best Contribution of a cathode to a long lasting high yield represents charge current in a battery cell. The electrode can be subjected to any further treatment desired are, for example, a heat treatment, or collected directly on a roll. You can be light Handling when assembling a rolled cell can be cut to any desired length.

Wenn die beschriebene Einrichtung in der Weise abgeändert wird, daß mit Rippen versehene Druckwalzen von ungleichem Durchmesser verwendet werden, wobei die aufeinanderfolgenden Rippen jeder Walze einander an der Stelle ihrer größten Annäherung aneinander einander gegenüberliegen und wobeiIf the device described is modified in such a way that ribbed pressure rollers of dissimilar Diameter can be used, with the successive ribs of each roller facing each other at the point of their largest Approaching each other face each other and wherein

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gegebenenfalls die Rippenumfangsgeschwindigkeit der grösseren Walze diejenige der kleineren Walze überschreitet, kann die so abgeänderte Einrichtung zusammenhängende bogenförmige Segmente erzeugen.if necessary, the circumferential speed of the ribs of the larger roller exceeds that of the smaller roller, the facility modified in this way can be contiguous Create arcuate segments.

Die erfindungsgemässe Kathode kann ein Bindemittel für das aktive Material in den Segmenten in dem Ausmaß enthalten, das erforderlich ist, um dem aktiven Material eine stärkere Kohäsion zu verleihen. Eine solche Bindemittelmenge ist geringer als diejenige, die notwendig ist, um das aktive Kathodenmaterial biegsam zu machen.The inventive cathode can be a binder for the active material contained in the segments to the extent that is necessary to contain the active material to give a stronger cohesion. Such an amount of binder is less than that which is necessary is to make the cathode active material pliable.

Die beschriebene Kathode ist in gerollten Zellen vorteilhaft, wenn sie mit verträglichen Anodenmaterialien und Elektrolyten verwendet wird, so daß ein Anoden/Kathoden-Paar erhalten wird, das elektrische Potentiale und Entladungsströme erzeugt, die mit dem gewünschten Verwendungszweck vereinbar sind.The cathode described is advantageous in rolled cells when used with compatible anode materials and Electrolyte is used, so that an anode / cathode pair is obtained, the electrical potentials and discharge currents that are compatible with the intended use.

Beispiele:Examples: Beispiel IExample I.

Ein Kathodenstreifen aus zusammenhängenden flachen aneinander angelenkten Segmenten wurde wie folgt hergestellt:A cathode strip made of contiguous flat strips hinged segments was made as follows:

Jede von zwei zylindrischen Stahlwalzen mit einem Durchmesser von 12,7 ram (5 ") und einer Länge von 1H,28 mm (1-5/8 ") wurde an ihrem Umfang mit sich axial erstreckenden spitzen Rippen versehen, die einen Abstand von 3,175 mm (0,125 ") voneinander hatten, wobei die Höhe jeder Rippe 0,305 nun (0,012 ") und die Breite an ihrer Basis 0,500 mmEach ram of two cylindrical steel rolls with a diameter of 12.7 (5 ") and a length of 1 H, 28 mm (1-5 / 8") has been provided at its periphery with axially extending sharp ribs that a distance of 3.175 mm (0.125 ") apart with the height of each rib 0.305 now (0.012") and the width at its base 0.500 mm

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(0,020 ") betrug. Die Anordnung der Rippen auf jeder Walze war derart vorgesehen, daß die Rippen aufeinanderfolgend an der Stelle ihrer größten Annäherung bei der waagrechten Bewegung einander gegenüberliegen und eine genutete Folie mit einer Dicke von 1,117 mm (0,04H ") erhalten wurde.(0.020 "). The location of the ribs on each roller was designed so that the ribs successively at the point of closest approach to the horizontal Movement opposed to each other and a grooved sheet 1.117 mm (0.04H ") thick was obtained.

Ein zusammenhängener Streifen aus einem gestreckten Nickelgitter mit einer Dicke von etwa 0,355 mm (0,014 ") wurde durch Auseinanderziehen einer geschlitzten Nickelfolie von 0,178 mm (0,007 ") hergestellt, wodurch ein Gitter mit 90 % Hohlräumen erhalten wurde, das zwischen die Walzen mit der Umfangsgeschwindigkeit der Walzenrippen gefördert wurde. Fliessende Teilchen mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,05 mm (etwa 300 mesh) eines Gemisches von zwei Gewichtsteilen Kupfer und einem Gewichtsteil Schwefel, gealtert bei Raumtemperatur während zwei Tagen, wurden dem Raum unterhalb des Gitters, wo die Walzenrippen sich einander annäherten, zugemessen. Der TEilchenfluß auf der einen Seite des Gitters trat leicht durch das Gitter hindurch, um die andere Seite zu füllen.A contiguous strip of elongated nickel mesh about 0.355 mm (0.014 ") thick was made made by pulling apart a 0.178 mm (0.007 ") slotted nickel foil, creating a grid with 90% voids was obtained, which was conveyed between the rollers at the peripheral speed of the roller ribs became. Flowing particles with a mesh size of about 0.05 mm (about 300 mesh) of a mixture of two Parts by weight of copper and one part by weight of sulfur, aged at room temperature for two days the space below the grille where the roller ribs approached each other, measured. The flow of particles on the one side of the grille stepped lightly through the grille to fill the other side.

Das Gitter und die Teilchen traten zwischen den Walzen durch den Spalt der einander.gegenüberliegenden Rippen hindurch und verließen den Spalt als starre Massen'zusammengepreßter Teilchen als aufeinanderfolgende Segmente auf dem Gittermaterial. Das Produkt, das in den kontinuierlichen Querschnittabmessungen der Variation I der Tabelle entsprach, wurde auf einer Rolle gesammelt, auf 2000C erhitzt und eine Stunde lang bei dieser Temperatur unter einem Vakuum von 50 cm (20 ") Quecksilbersäule gehalten.The grid and the particles passed between the rollers through the gap of the opposing ribs and left the gap as rigid masses of compressed particles as successive segments on the grid material. The product, which in the continuous cross-sectional dimensions corresponded to Variation I of the table, was collected on a roll, heated to 200 ° C. and kept at this temperature for one hour under a vacuum of 50 cm (20 ") mercury.

Der erhaltene Streifen aus Leisten wurde in Längen von 19 cm (7,5 ") geschnitten, eine Grosse, die zur Verwendung in gerollten Zellen von der Grosse "C" geeignet ist.The strip of strips obtained was in lengths of 19 cm (7.5 ") cut, a size suitable for use is suitable in rolled cells of size "C".

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Beispiel IIExample II

Ferner wurde ein Kathodenstreifen durch Zusammenpressen eines teilchenförmigen, gealterten Kupfer-Schwefel-Gemisches um ein gestrecktes Nickelgitter mit einer Dicke von etwa 0,355 mm (etwa 0,014 ") aus einer geschützen Nickelfolie von 0,178 mm (0,007 ") unter Verwendung paralleler flacher Gesenke zum Zusammenpressen hergestellt. Jedes Gesenk hatte eine Breite von 5,08 cm (2 ") und eine Länge von 17,78 cm (7 ") und war über seine Länge mit spitzen Rippen mit einer Höhe von 0,508 mm (0a020 ") und einer Breite am. Fuß von 0,610 mm (0,024 ") versehen, wobei der Abstand von Spitze zu Spitze 3,175 mm (0,125 ") betrug. Die Gesenke, die zusammengepreßt wurden, bis ihre ebenen Flächen einen Abstand von 2,28 6 mm (0,090 ") hatten, während die Spitzen des einen Gesenks den Spitzen des anderen Gesenks gegenüberlagen, ergab einen Streifen von der in der Aufstellung unter der Variation II angegebenen Art. Dieser Streifen war in Zellen von der Grosse "D" verwendbar. Further, a cathode strip was made by compressing a particulate, aged copper-sulfur mixture around an elongated nickel mesh about 0.355 mm (about 0.014 ") thick from 0.178 mm (0.007") protected nickel foil using parallel flat dies for compression . Each die was 5.08 cm (2 ") wide and 17.78 cm (7") long and had pointed ribs along its length with a height of 0.508 mm (0 a 020 ") and a width of .0.610 mm (0.024 ") foot with tip-to-tip spacing 3.175 mm (0.125"). The dies pressed together until their flat surfaces were 2.28 6 mm (0.090 ") apart , while the tips of one die were opposite the tips of the other die, resulted in a strip of the type indicated in the list under Variation II. This strip could be used in cells of size "D".

Beispiel IIIExample III

Eine gerollte ßatteriezelle von der Grosse "C" wurde wie folgt zusammengebaut.A rolled battery cell the size "C" was like follows assembled.

Eine saugfähige spun-bonded Polypropylenfolie mit.einer Dicke von 0,178 mm (0,007 "), als Separatormaterial geeignet, wurde über beide Seiten einer Folie aus.handelsüblichem Lithium mit einer Dicke von 0,6 60 mm (0,026 "), einer Breite von 41,27 7 mm (1,625 ") und einer Länge von 25,4 cm (10 ") gefaltet. Ein 19,05 cm (7,5 ") langer Strei-An absorbent spun-bonded polypropylene film with a Thickness of 0.178 mm (0.007 "), suitable as separator material, was made of commercially available film over both sides Lithium with a thickness of 0.660 mm (0.026 "), a width of 41.27 7 mm (1.625") and a length of 25.4 cm (10 ") folded. A 19.05 cm (7.5") long strip

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SiSi

fen eines "C"-Grösse Kathodenstreifens nach Beispiel I wurde über den eingeschlossenen Lithiumstreifen gelegt und die beiden Streifen wurden mit der Hand zu einer Spirale von der in Fig. 6 gezeigten Art zusammengerollt. Die erhaltene spiralige Rolle hatte einen/ussendurchmesser von 24,89 mm (0,980 ") und zeigte keine Neigung zum Auseinanderfedern.fening a "C" size cathode strip according to Example I. was placed over the enclosed lithium strip and the two strips were hand wound into a spiral of the type shown in FIG. 6 rolled up. The spiral roll obtained had an outer diameter of 24.89 mm (0.980 ") and showed no tendency to spring apart.

DieRolle wurde in einen zylindrischen Stahlmantel mit einem Aussendurchmesser von 25,4 mm (1,00") und einer Wandstärke von 0,254 mm (0,010 ") eingesetzt. Der Mantel wurde an dem einen Ende mit einer Stahlplatte abgeschlossen, die elektrisch mit dem Mantel und mit dem Lithium verbunden war. Die Rolle wurde mit einem Elektrolyten aus 8,5 qcm eines Gemisches von 70 Gewichtsprozent Tetrahydrofuran und 30 Gewichtsprozent 1,2-dimethoxyäthan, enthaltend 10 % gelöstes Lithiumperchlorat benetzt. Eine Platte, die einen elektrischen Kontakt trug und dem Inneren ausgesetzt und mit dem Nickel der Kathode elektrisch verbunden war, wurde dichtend in das andere Ende des Mantels von diesem isoliert eingesetzt.The roll was encased in a cylindrical steel jacket with an outside diameter of 25.4 mm (1.00 ") and a wall thickness of 0.254 mm (0.010 "). The jacket was closed at one end with a steel plate which was electrically connected to the jacket and to the lithium. The role was with an electrolyte of 8.5 square cm a mixture of 70 percent by weight of tetrahydrofuran and 30 percent by weight of 1,2-dimethoxyethane, containing 10% dissolved lithium perchlorate wetted. A plate that carried an electrical contact and exposed to the interior and was electrically connected to the nickel of the cathode, was sealingly insulated from the other end of the jacket used.

Diese Zelle wurde während 5 Minuten täglich über einen Widerstand von 4 0hm entladen, bis ihre Entladespannung unter 1,00 Volt abfiel. Ihre Anfangsspannung betrug 2,2 Volt.This cell was discharged daily for 5 minutes via a resistance of 4 ohms until it reached its discharge voltage dropped below 1.00 volts. Their initial voltage was 2.2 volts.

15,2 Stunden Entladung wurden akkumuliert bei einem arithmetischen Strommittelwert von 388 Milliampere und einer mittleren Spannung vonl,55 Volt. Die Kathodenausnutzung betrug 61 % und 80 Wattstunden je 0,45 3 kg Zellengewicht wurden erzeugt. 15.2 hours of discharge were accumulated with an arithmetic Average current value of 388 milliamps and an average voltage of 1.55 volts. The cathode utilization was 61% and 80 watt hours per 0.45 kg cell weight were generated.

Vergleichsbeispiel AComparative example A.

Eine alkalische Leclanche-"C"-Zelle (Eveready E-93) ergabOne alkaline Leclanche "C" cell (Eveready E-93) yielded

- 22 -309811/1028- 22 -309811/1028

OR-5151OR-5151

unter den gleichen Prüfbedingungen eine Entladung von nur 7,9 Stunden bei einem arithmetischen Strommittelwert von 27 6 Milliampere und einer mittleren Spannung von 'I9IO Volt und 17,5 VJattstunden je 0,153 kg wurden erzeugt.under the same test conditions, a discharge of only 7.9 hours at an arithmetic average current of 27 milliamps 6 and an average voltage of 'I IO 9 volts and 17.5 VJattstunden per 0.153 kg were produced.

Beispiel IVExample IV Verwendung für leichte IndustrietasehenlampenUse for light industrial pocket lamps

Eine gerollte "C-ZeIIe, die nach Beispiel III hergestellt worden war, wurde über einen Widerstand von 5,3 Ohm vier Minuten lang je Stunde von 8 aufeinanderfolgenden Stunden jeden Tag entladen, bis die Ausgangsspannung unter 1,00 Volt abfiel.A rolled "C-cell made according to Example III was applied through a resistance of 5.3 ohms for four minutes per hour for 8 consecutive hours discharged every day until the output voltage dropped below 1.00 volts.

Der Mittelwert des Ausgangsstroms betrug während der Prüfung 302 Milliampere bei 1,61 Volt im Durchschnitt, iwobei 112 Wattstunden je 0,45 3 kg und eine Kathodenausnutzung von 76 % erhalten wurde.The mean value of the output current was during the test 302 milliamps at 1.61 volts on average, with 112 watt hours 0.45 kg each and a cathode utilization of 76% was obtained.

VerffJeichsbeispiel B Verff Jeichs example B

Zum Vergleich ergab eine alkalische Leclanche-^D"-Zelle (Everready E-95) bei einer Entladung über nur U 0hm während M Minuten je Stunde von 8 aufeiranderfolgenden Stunden täglich, bis der Ausgang auf unter 1,00 Volt abfiel, einen Mittelwert von 280 Milliampere und 1,13 Volt, wobei 22,3 Wattstunden je 0,45 3 kg und eine Kathodenausnutzung von 38 % erhalten wurde *For comparison, an alkaline Leclanche ^ D "cell gave (Everready E-95) with a discharge of only U 0hm for M minutes per hour of 8 consecutive hours daily, until the output dropped below 1.00 volts, averaging 280 milliamps and 1.13 volts, being 22.3 watt hours 0.45 kg each and a cathode utilization of 38% was obtained *

Beispiel VExample V

- 23 -- 23 -

309811/1028 BADORiGfNAL 309811/1028 BADORiGfNAL

OR-5151OR-5151

Verwendung für TonbandgeräteUse for tape recorders

Eine gerollte Zelle von der Grosse "C", die nach Beispiel III hergestellt worden war, wurde über einen Widerstand von 7,5 Ohm vier Stunden täglich entladen, bis ihre Spannung auf 1,0 Volt abfM. Die Anfangsspannung betrug 2,2 Volt. Der Mittelwert des Stroms betrug 210 Milliampere und die mittlere Spannung 1,51 Volt, wobei 116 Wattstunden je 0,45 3 kg und eine Kathodenausnutzung von 69 % erhalten wurde.A rolled cell of the size "C", which according to Example III was established, was discharged through a resistor of 7.5 ohms four hours a day until its voltage to 1.0 volts. The initial voltage was 2.2 volts. The mean value of the current was 210 milliamps and the mean voltage 1.51 volts, 116 watt hours per 0.45 kg and a cathode utilization of 69% was obtained.

Vergleichsbeispiel C Comparative example C

Im Vergleich dazu ergab eine alkalische Leclanche"-"D"-Zelle (Eveready E-95) bei einer Entladung über 5,3 Ohm mit 2 26 Milliampere und 1,20 Volt im Mittel 3 8 Wattstunden je 0,45 3 kg und eine Kathodenausnutzung von 63 %.In comparison, an alkaline gave Leclanche "-" "D" cell (Eveready E-95) for a discharge over 5.3 ohms with 2 26 milliamps and 1.20 volts on average 3 8 watt hours 0.45 kg each and a cathode utilization of 63%.

Beispiel VIExample VI Kathode aus gekrümmten SegmentenCathode made of curved segments

Es wurde ein unteres und ein oberes Gesenk als zusammenwirkende Formen zum Pressen einer Reihe von benachbarten gekrümmten Segmenten einer spiralförmigen Elektrode, wie in Fig. 3 dargestellt, hergestellt.A lower and an upper die were used as cooperating molds for pressing a number of adjacent ones curved segments of a spiral electrode, such as shown in Fig. 3, produced.

Zur Herstellung eines unteren Gesenks wurde ein rechteckiger Block mit einer Länge von 19,05 cm (7 1/2 "), einer Breite von 5,08 cm (2 ") und einer Höhe von 6,35 cm (2 1/2 ") über seine Breite mit einer Reihe von 10 nach unten zylindrischen Einticfunpon von aufeinanderfolgend grösserem Radius mit Überschneidung in einer Ebene 3,81 cmA rectangular block 19.05 cm (7 1/2 ") long, one Width of 5.08 cm (2 ") and a height of 6.35 cm (2 1/2") across its width with a number of 10 according to below cylindrical one-off of successive larger radius with overlap in one plane 3.81 cm

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3 0 9 8 1 1 / 1 0 ? ß3 0 9 8 1 1/1 0? ß

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

(1 1/2 ") vom Boden des Blockes versehen. In einer Ebene über die Länge und Höhe des Blockes wurde die axiale Abmessung der aufeinanderfolgenden Eintiefungen in der Weise in Beziehung gesetzt, daß die X-Achse als radiale Mitte der ersten und kleinsten Ausnehmung verwendet wurde und die Y-Achse in die Ebene der Eintiefungsüberschneidungen verlegt - wurde. X war die Ordinate einer radialen Mitte und Y die Abszisse einer radialen Mitte. R war der Radius der zylindrischen Eintiefung mit der Mitte (X, Y). Die Eintiefungen wurden wie folgt bemessen und angeordnet:(1 1/2 ") from the bottom of the block. In one level About the length and height of the block was the axial dimension of the successive indentations in such a way related that the X-axis was used as the radial center of the first and smallest recess and the Y-axis has been moved to the plane of the recess intersections. X was the ordinate of a radial center and Y is the abscissa of a radial center. R was the radius of the cylindrical recess with the center (X, Y). The depressions were dimensioned and arranged as follows:

- 25 -- 25 -

30981 1/102830981 1/1028

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

OR-5151OR-5151

EintiefungIndentation 11 XX YY RR. Nr.No. mmmm mmmm mmmm 22 0,0000.000 0,0000.000 3,2003,200 (0,000)(0.000) (0,000)(0.000) (0,126)(0.126) 33 7,2 647.2 64 1,3201,320 4,3944,394 (0,286)(0.286) (0,052)(0.052) (0,173)(0.173) 44th 16,7 6416.7 64 1,9301.930 5,5885,588 (0,660)(0.660) (0,076)(0.076) (0,220)(0.220) 55 28,32128,321 2,5652.565 7,0107.010 (1,115)(1,115) (0,101)(0.101) (0,276)(0.276) 66th 4 2,1644 2.164 3,1503.150 8,1288.128 (1,6 60)(1.6 60) (0,124)(0.124) (0,320)(0.320) 77th 58,16658.166 3,7593.759 9,34 79.34 7 (2,290)(2,290) (0,148)(0.148) (0,368)(0.368) 88th 76,20076.200 4,7754.775 10,84610,846 (3,000)(3,000) (0,188)(0.188) (0,427)(0.427) 99 96,01296.012 6,4016.401 11,78611.786 (3,780)(3,780) (0,252)(0.252) (0,464)(0.464) 1010 116,586116.586 5,6395,639 12,09012.090 (4,590)(4,590) (0,222)(0.222) (0,476)(0.476) 139,192139.192 6,5786.578 13,28413,284 (5,480)(5,480) (0,259)(0.259) (0,523)(0.523)

Vom Block wurde alles Material vertikal oberhalb der Eintiefungen entfernt.All material was removed from the block vertically above the indentations.

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30981 1 /102830981 1/1028

OR-5151OR-5151

Ein oberes Gesenk, das vertikal in das untere Gesenk beweglich war und eine zur ersteren passende Länge hatte, die alle Eintiefungen des unteren Gesenks überspannte, wurde mit einer Reihe von 10 zylindrischen Gegensegmenten in einer Ebene versehen, die für das Zusammentreffen der Ebene der Eintiefungsüberschneidungen des unteren Gesenks bestimmt war. Die Achsen der zylindrischen Segmente folgten den gleichen Maßkoordinaten, wie im Untergesenk, jedoch war jeder verwendete Radius um 1,448 mm (0,057 ") kleiner.An upper die that was vertically movable into the lower die and had a length matching the former, which spanned all the indentations of the lower die was made with a series of 10 cylindrical counter-segments provided in a plane for the coincidence of the plane of the recess intersections of the lower die was intended. The axes of the cylindrical segments followed the same dimension coordinates as in the lower die, but each radius used was 1.448 mm (0.057 ") smaller.

Es wurden zwei flache Endplatten verwendet, von denen jede am Untergesenk quer zu den .Enden der Eintiefungen derselben befestigt werden konnte.Two flat end plates were used, each on the lower die across the ends of the depressions thereof could be attached.

Zur Herstellung einer Kathode mit diesen Gesenken wurde ein Streifen einer gestrecken Nickelfolie mit einer Breite von 50,80 mm (2 "), wie sie von der Firma Exmex Corp. als Produk 5N17-2/O in den Handel gebracht wird und der durch Auseinanderziehen einer versetzt geschützen Nickelfolie von 0,127 mm (0,005 ") und mit 95 % durchgehenden Hohlräumen hergestellt worden war, zwischen dem Untergesenk und dem Obergesenk ge~ preßt, um eine einteilige zusammenhängende Reihe von gekrümmten Sieben zu erhalten. Nach dem Befestigen der einen Endplatte wurden das Obergesenk und das Untergesenk aus ihrer zusammengepaßten Stellung in Abstand gebracht und über ihre Kanten so gedreht, daß sie auf derEndplatte aufruhten. 28,5 g eines pulverförmigen, zwei Tage gealterten Gemisches aus zwei Teilen Elektrolytkupferstaub und einem Teil Schwefel wurden zugesetzt, bis der Raum zwischen den Formungsflächen gerade gefüllt war. Sodann wurde die andere Endplatte befestigt, das Ganze auf die Basis des Untergesenks aufgestellt, worauf das Obergesenk in seine Paß-Steliving im Untergesenk gepreßt wurde. Nach dem Zurückziehen des Obcrgosenks wurde eine zusammenhängende Reihe von gekrümmten Segmenten ausTo make a cathode with these dies, a strip of stretched nickel foil with a width was used 50.80 mm (2 ") as manufactured by Exmex Corp. 5N17-2 / O is put on the market and by pulling it apart a 0.127 mm (0.005 ") offset protected nickel foil with 95% continuous cavities between the lower die and the upper die presses to form a one-piece contiguous series of curved Get Seven. After attaching one end plate, the upper and lower dies became theirs and rotated over their edges so that they rested on the endplate. 28.5 g a powdery mixture aged two days two parts electrolytic copper dust and one part sulfur were added until the space between the molding surfaces was just filled. Then the other end plate was attached, the whole set up on the base of the lower die, whereupon the upper die in its passport-Steliving in the lower die was pressed. After retreating the Obcrgosenks was a contiguous series of curved segments

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309811/1028309811/1028

BAD OBiGINAtBAD OBiGINAt

OR-5151OR-5151

dem Untergesenk erhalten. Diese Reihe wurde in einen Ofen von 2000C während einer Stunde unter einem Vakuum von 50 cm (20") Quecksilbersäule gebracht.the lower die. This row was placed in an oven at 200 ° C. for one hour under a vacuum of 50 cm (20 ") mercury.

Das Gewicht der so behandelten Segmentreihe betrug 30,2 g. Nach dem Abkühlen war das Batteriezellengebilde zur sofortigen Verwendung fertig.The weight of the segment row treated in this way was 30.2 g. After cooling, the battery cell assembly was ready for immediate use Ready to use.

Beispiel VIIExample VII

Die Verwendung von Kathoden aus gekrümmten Segmenten. The use of cathodes made from curved segments.

Eine Batteriezelle von der Grosse "D" wurde wie folgt hergestellt: A size "D" battery cell was made as follows:

Ein Streifen handelsüblichen Lithiums mit einar Dicke von 10,16 mm (0,40 "), einer Breite von 50,80 mm (2 ") und einer Länge von 304,80 mm (12 ") wurde dadurch eingeschlossen, daß eine Folie mit einer Dicke von 0,432 mm (0,017 ") aus "Tyvek" C-15-20, ein im Handel erhältliches saugfähiges Folienmaterial aus Polyäthylen, um den Streifen herum gefaltet.A strip of commercially available lithium with a thickness of 10.16 mm (0.40 "), a width of 50.80 mm (2") and a length of 304.80 mm (12 ") was enclosed by using a sheet with a thickness of 0.432 mm (0.017 ") from" Tyvek "C-15-20, a commercially available one absorbent sheet material made of polyethylene, folded around the strip.

Ein Ende des eingeschlossenen Streifens wurde in die Höhlung des kleinsten gekrümmten Segments der Kathode nach Beispiel 6 gebogen. Das nächste Segment wurde in eine Spiralstellung verschränkt, während der eingeschlossene Streifen so gebogen wurde, daß er seiner Innenkurve folgt. Nach dem Wickeln des eingeschlossenen Streifens um die Aussenseite der verschv.enk·- ten Segmente herum folgte das Verschwenken der .nachfolgenden Segmente um die neue Windung des eingeschlossenen: Streifens herum, bis schließlich jedes Segment., der Kathode spiralijr, angeordnet war und sich der eingeschlossene Streifen zwo schonOne end of the enclosed strip went into the cavity of the smallest curved segment of the cathode according to Example 6 is bent. The next segment was in a spiral position entangled, while the enclosed strip is so curved became that it follows its inner curve. After wrapping the enclosed strip around the outside of the different k The pivoting of the following segments followed Segments around the new turn of the included: strip around until finally each segment., the cathode spiralijr, was arranged and the enclosed strip was already two

- 28 -- 28 -

30981 1/1028 BADORIQINAL30981 1/1028 BADORIQINAL

OR-5151OR-5151

. 22Λ3187. 22Λ3187

Lagen von Segmenten befand. Bei der erhaltenen Anoden-Separator-Kathoden-Rolle trä; keine Rückfederung auf.Location of segments. For the anode-separator-cathode roll obtained trä; no spring back.

Die Rolle wurde in einen zylindrischen Stahlbecher mit einer Länge von 57,15 mm (2,25 ") und einem Durchmesser von 32,51 mm (1,28 ") bei einer Wandstärke von 0,381 mm (0,015 ") eingesetzt, wobei zwischen dem Lithium und der Stahlwand eine elektrische Verbindung bestand. 25 qcm einer Lösung von 7,6 % Lithiumperchlorat und 26,4 % Lithiumhexafluorphosphat in Äthylacetat wurde zugesetzt und in der Rolle absorbiert. Eine Platte, die einen elektrischen Kontakt freiliegend auf der Aussenseite trug und elektrisch mit der Anlenkung, der Kathode verbunden war, wurde dichtend in das andere Ende des Mantels isoliert zu diesem eingesetzt. Die vollständige Zelle hatte ein Gewicht von 95,7 g.The roll was placed in a cylindrical steel beaker 57.15 mm (2.25 ") in length and with a diameter of 32.51 mm (1.28 ") with a wall thickness of 0.381 mm (0.015"), with between the lithium and the Steel wall there was an electrical connection. 25 qcm one Solution of 7.6% lithium perchlorate and 26.4% lithium hexafluorophosphate in ethyl acetate was added and absorbed into the roll. A plate that has an electrical contact exposed on the outside and electrically connected to the articulation, the cathode was sealed inserted into the other end of the jacket insulated from this. The complete cell weighed 95.7 g.

Diese Zelle wurde mit einem Strom von 200 Milliampere entladen, bis die Spannung auf 1,00 Volt abfiel. Ihre Anfangsspannung betrug 2,02 Volt. Die Zelle lieferte eine mittlere Spannung von 1,6 6 Volt und eine Ausgangsleistung von 102 Wattstunden je 0,45 3 kg. Die.Ausnutzung des Kathodenmaterials betrug bezogen auf das CuS 81 %.This cell was discharged with a current of 200 milliamps until the voltage dropped to 1.00 volts. Your initial tension was 2.02 volts. The cell delivered an average voltage of 1.6 volts and an output power of 102 watt hours each 0.45 3 kg. The utilization of the cathode material was 81% based on the CuS.

Beispiel VIIIExample VIII

Bei der Wiederholung des Zusammenbaus dieser Zelle unter Verwendung einer Kathode von 31,6 g, die nach Beispiel VI hergestellt worden war, jedoch 2 9,9 g aktiven Bestandteil trug, wurde eine Zelle erhalten, die bei einer Entladung mit 200 Milliampere bis herunter zu 1,2 3 Volt 116 Wattstunden je 0,453 kg ergab und bei einer nachfolgenden weiteren Entladung bei 100 Milliampere bis herunter zu 1,20 Volt ihre Leistungsabgabe auf 122 Wattstunden je 0,45 3 kg erhöhte, wobei eine mittlere Spannung von 1,66 Volt und eine tärhoden-When repeating the assembly of this cell using a 31.6 g cathode made according to Example VI but carrying 2.9.9 g of the active ingredient, a cell was obtained which upon discharge with 200 milliamps down to 1.2 3 volts resulted in 116 watt hours per 0.453 kg and with a subsequent further one Discharge at 100 milliamps down to 1.20 volts increased their power output to 122 watt hours per 0.45 3 kg, with a mean voltage of 1.66 volts and a tärhoden-

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309811/1028309811/1028

BAD ORIGIN^,BAD ORIGIN ^,

OR-5151OR-5151

ausnutzung von 92,5 % erhalten wurde.utilization of 92.5% was obtained.

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3098 11/10283098 11/1028

Claims (1)

Patentansprüche :Patent claims: 1. Kathode aus aneinander angelenkten Segmenten für ein galvanisches Element, gekennzeichnet durch ein zusammenhängendes, biegsames, elektrisch leitendes Folienbasismaterial (2, IU, 15) in innigem elektrischen Kontakt mit einer Anzahl aneinander grenzender Segmente (1, 8 - 12) aus einem normalerweise unbiegsamen kathodenaktiven Material, welche aneinander grenzenden Segmente, durch im wesentlichen parallele Nuten (24) im kathodenaktiven Material getrennt sind und die Nuten eine ausreichende Breite und Tiefe haben? so daß benachbarte Segmente mit Bezug aufeinander zur Bildung einer spiraligen Rolle verlagert werden können«, jedoch : in elektrischem Kontakt bleiben und zumindest einen Teil des kathodenaKtiven Materials der benachbarten Segmente in grössere Nähe bringen, ohne daß ein Verlust an kathodenaktivem Material entsteht.1. Cathode made of mutually articulated segments for a galvanic element, characterized by a coherent, flexible, electrically conductive film base material (2, IU, 15) in intimate electrical contact with a number of adjacent segments (1, 8-12) made of a normally inflexible one cathode-active material, which adjoining segments are separated by essentially parallel grooves (24) in the cathode-active material and the grooves have a sufficient width and depth ? so that adjacent segments can be displaced with respect to one another to form a spiral roll ", however: stay in electrical contact and bring at least part of the cathode-active material of the adjacent segments closer together without a loss of cathode-active material occurring. 2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment flach ist.2. Cathode according to claim 1, characterized in that each segment is flat. 3. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kathodenaktive Material an beiden Seiten "des leitenden Folienbasisinaterials haftet und die Nuten in dem kathodenaktiven Material einander gegenüberliegend angeordnet sind.3. Cathode according to claim 1, characterized in that the cathode active material adheres to both sides "of the conductive foil base material and the grooves in the cathode-active material are arranged opposite one another. - 31 -- 31 - 309811/10 2 8 BAD ORIGINAL309811/10 2 8 BAD ORIGINAL Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment flach ist, das kathodenaktive Material an beiden Seiten des leitenden Folienbasismaterials haftet und Nuten im kathodenaktiven Material einander gegenüberliegend angeordnet sind, welche Nuten eine Tiefe haben, die eine Kathodendicke am Nutengrund ergibt, die im Bereich von etwa einem Drittel der Dicke des leitenden Folienbasismaterials bis 80 % der vollen Segmentdicke liegt, und eine Breite im Bereich von etwa 10 bis 100 % der flachen Breite eines Segments und von etwa 10 bis etwa 50 % der vollen Segmentdicke.Cathode according to claim 1, characterized in that each segment is flat, the cathode active material on both sides of the conductive foil base material adheres and grooves in the cathode active material are opposite to each other are arranged, which grooves have a depth that results in a cathode thickness at the groove bottom, those ranging from about one third of the thickness of the conductive foil base material to 80% of the full segment thickness and a width in the range of about 10 to 100% of the flat width of a segment and of about 10 to about 50% of the full segment thickness. 5, Kathode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» daß die Nuten eine Tiefe haben, welche eine Kathodendicke am Nutengrund ergibt, die im Bereich von etwa 20 bis etwa U5 % der vollen Segmentdicke liegt und eine Breite im Bereich von etwa 15 bis etwa 25 % der flachen Breite eines Segments und von etwa 20 % bis etwa 50 % der vollen Segmentdicke.5, cathode according to claim 4, characterized in that the grooves have a depth which is the same as the thickness of the cathode results at the groove base, which is in the range of about 20 to about U5% of the full segment thickness and a width ranging from about 15 to about 25% of the flat width of a segment and from about 20% to about 50% of the full segment thickness. 6. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ;6. Cathode according to claim 1, characterized in that; die Segmente der Reihe bogenförmig mit einer von Seg- |the segments of the row arcuate with one of Seg- | ment zu Segment aufeinanderfolgend abgestuften Krümmung sind, so daß die Reihe zu einer vorgeformten Spirale verschwenkt werden können.ment to segment successively graded curvature, so that the row becomes a preformed spiral can be pivoted. 7. Verfahren zur Herstellung einer Kathode aus einer zu- '7. Process for the production of a cathode from a to- ' sammenhängenden Reihe von benachbarten Segmenten aus Icontiguous series of adjacent segments from I. einem normalerweise unbiegsamen kathodisch wirksamen |a normally inflexible cathodically effective | - 32 - j- 32 - j 309811/1028 \ 309811/1028 \ OR-5151 'OR-5151 ' Material, die aneinander angelenkt und miteinander elektrisch verbunden sind durch ein Hohlräume enthaltendes, biegsames elektrisch leitendes Folienbasismaterial, das sich zusammenhängend durch alle Segmente erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß Material articulated and electrically connected to one another by a cavity containing, Flexible, electrically conductive foil base material which extends continuously through all segments, characterized in that (a) zwei axial parallele, einander benachbarte zylindrische Walzen in Drehung versetzt werden, von denen jede mit in Abstand voneinander befindlichen axialen Rippen so versehen ist, daß, wenn die Rippen der benachbarten Walzen sich in größter Nähe zueinander befinden, diese Rippen einander gegenüberstehend zu liegen kommen, während sie sich in der gleichen Richtung bewegen,(a) two axially parallel, adjacent cylindrical rollers are rotated, each of which is provided with spaced apart axial ribs so that when the ribs of the adjacent Rollers are in close proximity to one another, these ribs come to lie opposite one another while they move in the same direction (b) eine Folie aus Basismaterial durch den Raum gefördert wird, in welchem die Rippen einander am nächsten liegen, (b) a sheet of base material is conveyed through the space in which the ribs are closest to each other, (c) Teilchen aus aktivem Kathodenmaterial, die kleiner als die Hohlräume im Basismaterial sind, einer Zone zugemessen werden, die durch die mit Rippen versehenen Walzenoberflächen, welche sich zur engsten Rippenstellung bewegen, begrenzt werden,(c) Cathode active material particles smaller than the cavities in the base material are measured in a zone defined by the ribbed Roll surfaces that move to the narrowest rib position are limited, (d) die Teilchen gleichzeitig mit den Basismaterialien durch die engste Annäherung der benachbarten Walzen bewegt werden, um ein Zusammenpressen der Teilchen auf dem Basismaterial zu bewirken und die Bildung von Nuten in den zusanunengepreßten Teilchen durch die erwähnten Rippen herbeizuführen und,(d) the particles simultaneously with the base materials by the closest proximity of the adjacent rollers be moved in order to cause a compression of the particles on the base material and the formation of To create grooves in the compressed particles through the ribs mentioned and, (e) die zusammenhängende Kathode aus der engsten Stelle der benachbarten Walze herausgeführt werden.(e) the connected cathode from the narrowest point the adjacent roller are led out. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Walzen von gleichem Durchmesser verwendet werden.8. The method according to claim 7, characterized in that Rolls of the same diameter are used. - 33 -- 33 - 309811/1028 BAD ORIGINAL309811/1028 ORIGINAL BATHROOM oR-5151oR-5151 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Umfangsgeschwindigkeiten der aufeinanderfolgend einander gegenüberliegenden Rippen vorgesehen werden.9. The method according to claim 7, characterized in that that same circumferential speeds of the successive opposing ribs are provided. 309811/10?8309811/10? 8 LeerseiteBlank page
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