DE2254312A1 - Verfahren zur herstellung von taschenelektroden fuer alkalische akkumulatoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Taschenelektroden für alkalische Akkumulatoren Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Taschenelektroden £ür alkalische Akkumulatoren, welche aus meh roren streifenförmigen über bzw. nebeneinander angeordneten, miteinander verbundenen Nassebehältern aus metallisch leitendem Material bestehen, das durch Nadeln mit den Elektrolytdurchtritt ermöglichenden Öffnungen versetzen ist, Bei der Herstellung von Taschenelektroden für alka1isce Akkumu latoren werden die aktiven Massen in wannenfärmig profilierte Bänder mit perforiertem Boden aus Stahlblech oder vernickeltem Stahlblech eingefüllt, z.B. durch Einstreuen der pulverförmigen Massen oder durch Einlegen vorverdichteter Massetabletten. Die gefüllten "UnterbEnder" werden mit ebenfalls in ihrer Mittelbahn perforierten "Oberbändern" abgedeckt. Die nicht perforierten Randzonen des Oberbandes werden um die nicht perforierte Randzonen des Unterbandes herumgefalzt und die Falze nach unten gebogen.
• Durch Ineinanderhängen der Falze können beliebig viele Taschenstreifen miteinander verbunden, durch Walzbehandlung verdichtet und dabei die Falzverbindung verstärkt werden. Aus diesen mehrbahnigen Streifen werden Stücke gewünschter Größe geschnitten, die offenen Schnittkanten mit U-Profilen verschlossen und in die U-Profile Anordnungen zur Stromzu- oder ableitung eingeklemmt und verpunktet. Die so gefertigten Elektroden werden dann zu Plattensätzen bzw. Akkumulatoren montiert.
• Die Perforation des Bandmaterials wird mittels Perforationswalzen oder Nadebierkzeugen ausgeführt. DIe mechanische Instabilitit des nur ca. 0,1 mm starken Bandmaterials erlaubt nur einen Perforationsgrad von ca. 14 - 18 % bei einer noch relativ grossen Einzellochgröße von 3 . 10-4 - 6 . 10-4 cm²/Loch. Ein weiterer Grund für die Begrenzung des Perforationsgrades liegt in der späteren mechanischen Beanspruchung des Bandmaterials bei der Profilierung, Falzung und Walzverdichtung, wobei Band höheren Perforationsgrades häufig aufreißt oder zumindest so geschwächt wird, daß es bei den bei der elektrischen Behandlung der Platten im Akkumulator auftretenden Volumenänderungen der aktiven Massen zum Reißen und damit zum Verlust der aktiven Massen neigt und Kurzschlüsse verursachen kann. Derartige Verfahren sind beispielsweise in "ALKALINE ACCUMULATORS" vom J. T. Crennell, B.A. und F.M. Lea, M.Sc., A.I.C., Longmans, Green and Co., London, New York, Toronto, 1928, Seite 16, und in der SW-AS 325 621 beschrieben.
• rufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu verhindern und @sondere eine erhebliche Anhebung des Perforationsgrades bei Verringerung der Einzellochgröße zu ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Perforation durch Nadeln nach dem Einfüllen der aktiven Masse in die aus unperforiertem Bandmaterial hergestellten Taschenelektroden oder Taschenstreifen vorgenommen wird.
• Die einzelnen Taschenstreifen, aus denen die Taschenelektrode zusammengesetzt ist, werden aus unperforiertem Bandmaterial gefertigt, mit aktiver Masse gefüllt, zu mehrbahnigen Streifen zusammengesetzt und zweckmäßigerweise vor dem Nadeln verdichtet. Prinzipiell kann die Verdichtung der aktiven Masse auch gleichzeitig bei der Nadelung vorgenommen werden.
• Das Nadeln der Taschenelektrode kann im kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren erfolgen und es ist inshegondere möglich, eine Perforation über die gesamte Streifenbreite ent chend der gesamten Plattenfläche bis in die Fal.zkanten der einzelnen Streifen hinein vorzunehmen. Bei bekannten Verfahren bleiben dort oft kompakte Streifen stehen, welche die aktive Oberfläche um 5 - 10 % mindern. Dadurch, daß die Perforation an bereits verdichteten Taschenelektroden vorgenommen wird, ist es möglich, den Masseverlust gering zu halten, da bei bekannten Verfahren, wenn das bereits perforierte Band gefüllt wird, nicht definierte Massemengen durch die Perforation während der Weiterverarbeitung ausrjeseln können.
• Es ist möglich, die Perforation durch Nadeln gemäß der Erfindung an der bereits aus mehreren Taschenstreifen bestehenden Taschenelektrode vorzunessen, jedoch könnte die Perforation auch bei den einzelnen massegefüllten und verdichteten Streifen erfolgen.
• Das eigentliche Nadeln der-Elektroden kann in üblichen Vorrichtungen erfolgen. Beispielsweise können auch Nadelwalzen verwendet werden, welche eine kontinuierliche Herstellung der Elektroden erlauben. Das Nadeln der Elektrode kann gleichzeitig auf beiden Seiten erfolgen oder, falls dies aus Gründen des Fertigungsablaufs geeigneter erscheint, nacheinander auf jeder Seite.
• Ein besonders wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß es möglich ist, eine fertige Taschenelektrode bzw. gegebenenfalls das mit aktiver Masse gefüllte Vorprodukt in mehreren Verfahrensschritten mehrfach zu nadeln. Beispielsweise kann durch eine solche Verfahrensweise beim ersten Nadeln schon ein Öffnungsgrad von 15 % erzeugt werden und beim zweiten Nadelngsvorgang kann dann der Offnungsgrad beispielsweise auf ca. 25 % - 30 5' erhöht werden. Durch ein solches Verfahren wird insbesondere ein Reißen des Metallbehälters durch zu hohe Beanspruchung vermieden und es ist darüber hinaus der gewünscht Öffnungsgrad sehr genau einstellbar. Selbstverständlich erfolgt die Nadelung bei Anwendung dieses Verfahrens so, daß die Nadeln in den aufeinanderfolgenden Schritten auf Lücke gesetzt sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß dadurch, daß das Nadeln an der fertigen, mit aktiver Masse gefüllten Elektrode erfolgt, die trichterförmigen Einstiche bzw. die Perforation ihre gewänschte Form behält, während bei Verfahren nach dem Stande der Technik, bei denen zuerst ein perforiertes Metallband hergestellt wird und daraus dann die Elektrode geformt wird, es sich insbesondere beim Einfüllen der aktiven Masse und beim Verdichten nicht vermeiden läßt, daß die durch das Nadeln hervorgerufenen trichterförmigen Öffnungen durch den Gegendruck verformt und teilweise verschlossen werden, so daß damit der erzielte Öffnungsgrad wieder verringert wird.
• - P a t e n t a n s p r ü c h e -

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Taschenelektroden für alkalische Akkumulatoren, welche aus mehreren streifenförmigen über- bzw. nebeneinander angeordneten, miteinander terbun-.denen Massebehältern aus metallisch leitendem Material bestehen, das durch Nadeln mit den Elektrolytdurchtritt ermöglichenden Öffnungen versehen ist, dadurch gekerinzeichdaß daß die Perforation durch Nadeln nach dem Einfüllen der aktiven Masse in die aus unperforiertem Bandmaterial hergestellten Taschenelektroden oder Taschenstreifen vorgenommen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Masse in der Taschenelektrode vor dem Nadeln verdichtet wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschenelektrode mehr als einmal genadelt wird
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelung der Taschenelektrode gleichzeitig von beiden Seiten erfolgt.