DE2346976A1 - Elektrodenpaket fuer galvanische elemente, insbesondere fuer akkumulatoren mit im zickzack angeordneter bandfoermiger separierung - Google Patents

Description

:■: A XS AG -■ CK - 6O62 Wllen-Samen: Ele<±rcdenpaket für galvanische Elemente, insbesondere für Akkumulatoren

mit im Zickzack angeordneter bandförmiger Separierung

Die brfindung betrifft ein Elektrodenpaket für galvanische Elemente, insfcssondere für Akkumulatoren, aus Elektroden in Form von nicht zusammenhängsncsn Scheiben, Abschnitten, Presslingen oder Platten und aus im Zickzack angeordneter bandförmiger Separisrung.

Elektrodenpakete mit im Zickzack gefalteten bandförmigen Separatoren sind -3Π sich bekannt. So werden z.B. Elektroden der beiden Polaritäten in Streifs^crm u-.ter Zwischenfügen eines bandförmigen Separators aufeinander gelagt UHG ausserdRJTi die Aussenseiten der Elektroden mit bandförmigen Separatoren abgedeckt. Dann wird diese Einheit durch zickzackförmiges Falten zum Elektrcdsnpaket geformt (DAS 1 203 844). Diese Herstellung von Elektrodenpaketen ist nicht für alle Arten von Elektroden geeignet, da an den Knickstallen die aktive Masse der Elektroden leicht abbröckelt.

Eei einer anderen Form von Elektrodenpaketen (DAS 1 262 386) sind die durch Stncre verbundenen Elektroden beidseitig mit den, den Elektroden angepassten Sesaratcrbändern abgedeckt. Dieser Elektrodensatz ist zickzackförmig gefaltet und in diesen ist der ebenfalls zickzackförmig gefaltete andere Elektrcdensatz Kreuzweise gesteckt. Das Ineinanderstecken bedingt laicht Kurzschlüsse gegenüber dem Gehäuse, insbesondere wenn Plattansfitza mit einer Vielzahl von dünnen Elektroden verwendet werden. Auch ist eine automatische Herstellung der Elektrodenpakete nur schwierig oder überhaupt nicht möglich.

Weiter wurden zickzackförmig gefaltete Elaktrodanpakata hergestellt^ bei denen die Elektroden jeder Polarität durch Stege verbunden sind (DAS 1280 363). Dabei wird das Elektrodenband der einen Polarität vor dem Zusammendrucken mit einem U-förmigen, durchgehenden Separatorband umhüllt, darüber werden die

509817/0901

elektroden der anderen Polarität in Wechselfolge geschoben und dann die Einheit zickzackförnig gefaltet. Schon allein das Zusammenstecken der Elektroden beider Polaritäten in Wechselfolge macht die Herstellung des Elektrodenpaketes kompliziert und aufwendig. Auch müssen Stromableiter an den einzelnen Elektrodensätzen zusätzlich angebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau eines Elektrodenpaketes derart einzurichten und seine Herstellung so zu vereinfachen, dass die geschilderten Nachteile vermieden werden, ohne dass die Gualität des Elektrodenpaxetes beeinträchtigt wird. Es kann jede Art von Elektroden verwendet wsrden, insbesonders gepresste Masseelektroden mit oder ohne Einlagen ader Umhüllungen, z.B. aus Metallnetzen, wobei diese Elektroden zur Erlangung grosser Oberflächen aus Gründen der elektrischen Belastbarkeit sehr dünn gehalten sein können. Eine Faltung der Elektroden selbst entfällt. Bei der Stapelung zum Elektrodenpaket kommen nur Elektroden zum Einsatz, die keinerlei Verbindungen zueinander haben. DIb elektrisch leitenden Verbindun gen werden erst im Augenblick der Stapslung hergestellt. Die für die Bildung eines Stapels verwendete Elektrodenzahl hat keinen Einfluss auf Monta getechnik und Montagekosten.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in die Falten eines zickzackförmig gefalteten Trenngliedes aus einem Separatorband, das auf beiden Seiten mit je einem Stromableiterband verbunden ist, die einzelnen Elek troden verschiedener Polarität so eingelegt sind, dass der Stromableiter der einen Seite des Trenngliedes die Elektroden der einen Polarität und der Stromableiter der anderen Seite die Elektroden der anderen Polarität elektrisch leitend verbinden.

An Hand der in den Fig. 1 bis 6 gegebenen Beispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Fig. 1 und 2 zeigen in Aufsicht den allgemeinen Aufbau von Trenngliedern. Fig. 3 ist die Seitenansicht eines Trenngliedes. Fig. und 5 sind Aufsichten einer Vontagevorrichtung und Fig. 6 zeigt die Seitenansicht einer anderen Ausführung einer Montagevorrichtung.

Das Trennglied ti gemäss Erfindung besteht aus einem.Separatorband a, auf dessen beiden Flächen die Stromabieiterbänder b und c angebracht sind. Die Strom-

509817/0901

ableiterbänder und das Separatorband sind miteinander fest verbunden, z.B. durch Punktschweissen, Heisspressen, Kleben, Nähen, Nieten oder dergleichen. Separater- und Ableiterband haben zweckmässigerweise die gleiche Form und unterscheiden sich lediglich in den Abmessungen voneinander. Um auch die endständigen Elektroden des Elektrodenstapels beidseitig mit einem Ableiter zu erfassen, sind die Ableiterbänder um den entsprechenden Betrag longer als das Separatorband, wobei Breite u./oder Dicke der Stromableiterbänder zum Ende hin zunehmen können. Die Stromableiterbänder b und c sind Gitter, Gewebe oder perforierte Folien aus Metall, z.B. aus Nickel, oder aus leitend gemachten Kunststoffen. Die Metallfolien können galvanoplastisch hergestellt sein und sind lediglich im Bereich der Elektroden perforiert. Die gestanzten Ableiterbänder aus Metallblechen oder die Metallgewebe können galvanisch behandelt sein.

Fig. 2 stallt ein Trennglied d für runde Elektroden in der Aufsicht dar, wo-bei das Separatorband a und beide Ableiterbänder b und c zu sehen sind. Die Ronden des Separatorbandes sind der Elektrodenform angepasst. Die Ableiter können dagegen jede beliebige Form einnehmen. Im Extremfall genügen dünne Metallstreigen z.B. dann, wenn die einzelnen Elektroden gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen wie z.B. Elektroden mit einem Slntergerüsst aus Nickel oder Masseelektroden mit Metallnetzummantelung. Wie in Fig.l dargestellt, können im einfachsten Fall Separatorband a und Ableiterbänder b und c des Trenngliedes aus einfachen, geraden Streifen bestehen, z.B. wenn viereckige Elektroden verwendet werden. Die erfindungsgemässe Herstellung des Elektrodenpaketes durch Stapelbildung sei an Hand der in Fig. 4 bis 6 gezeichneten Montagevorrichtungen erläutert.

Zur Elektrodenstapelung wird zunächst das Trennglied d zickzackförmig an den Verbindungsstegsn zu einem ziehharmonikaartigem Gebilde gefaltet und in eine Rohrhälfte e, deren Durchmesser den Elektroden angepasst ist, eingelegt, Fig.4. In die von den Ronden des Trenngliedes d gebildeten Zwischenräume, werden die einzelnen runden Elektroden f von oben senkrecht so eingelegt, dass auf einer Seite die pos. und auf der anderen die neg. Elektroden zu liegen kommen.

Danach wird eine zweite Rohrhälfte aufgelegt und auf eine Seite des so gebildeten Rohres eine entsprechend dimensionierte Hülse g, zur Aufnahme des Elektrodenstaoels aufgesteckt. Die Hülse ist vorzugsweise aus isolierendem Kunst-

509817/0901

stoff hergestellt und kann am Boden und an den Seitenwänden Oeffnungen i haben. Sodann werden, wie in Fig.5 dargestellt, mit Hilfe eines Stempels h die Elektroden sowie das zickzackgefaltets Trennglied von dem einen Rohrende aus zusammengeschoben und in die auf der anderen Seite aufgesteckte Hülse g eingedrückt. Dabei wird jede Elektrode auf beiden Seiten von einem Ableiter erfasst und die Elektroden gleicher Polarität gleichzeitig elektrisch leitend miteinander verbunden.

Eine in Fig.6 dargestellte Montagemöglichkeit besteht darin, das Elektrodenpaket durch ein konisch verlaufendes Montagerohr i in die Auffanghülse g zu drücken, wobei ein Teil der oberen Hälfte des.Rohres zum Einbringen des Trenngliedes und der Elektroden entfernt ist. Im gleichen Arbeitsgang lässt sich auch ein Deckel auf den Elektrodenstapel in die Hülse einpressen und somit das Elektrodenpaket fixieren.

Die beschriebene Erfindung dürfte für die Montage von Masseelektroden besonders geeignet sein, da hierbei die Elektrodenpresslinge ohne Metallnetzummantelung zum Einsatz kommen können, ohne dass dabei die elektrische Ableitung der einzelnen Elektroden verschlechtert wird. Ausserdem lassen sich, im Gegensatz zu den herkömmlichen Stapelverfahren, bei denen nur wenig Elektroden ohne grössere Schwierigkeiten zu einem Stapel montiert werden können, beliebig viele Elektroden problemlos und in einem Arbeitsgang zu einem Stapel zusammenfügen, was für die Bildung grasser Elektroderioberflächen von grosser Bedeutung ist. Da sich die gebildeten Elektrodenstapel in einer Hülse befinden und darin z.B. durch einen Deckel fixiert sind, sind sie gegen äussere mechanische Einflüsse unempfindlich und können zur Weiterverarbeitung leicht gehandhabt werden. Die Hülse g mit dem darin enthaltenden Elektrodenpake: wird schliesslich in das Gehäuse des galvanischen Elementes, z.B. in ein Akkumulatoren - Gehäuse aus Metall, eingesetzt.

509817/0901

Claims (13)

1. PATENTANSPRUECHE

   Elektrodenpaket für galvanische Elemente, insbesondere für Akkumulatoren aus Elektroden in Form von nicht zusammenhängenden Scheiben, Abschnitten, Presslingen oder Platten und aus im Zickzack angeordneter bandförmiger Separierung, dadurch gekennzeichnet, dass in die Falten eines zickzackförmig gefalteten Trenngliedes aus einem Separatorband, das auf beiden Seiten mit je einem Stromabieiterband verbunden ist, die Elektroden verschiedener Polarität so eingelegt sind, dass der Stromableiter der einen Seite des Trenngliedes die Elektroden der einen Polarität und der Stromableiter der anderen Seite die Elektroden der anderen Polarität elektrisch leitend verbinden.
2. 2. Elektrodenpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiterbänder (b,c) und das Separatorband (a) des Trenngliedes (d) durch Punktschweissen, Heisspressen, Kleben, Nähen oder dergleichen fest verbunden sind.
3. 3. Elektrodenpaket nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende des Trenngliedee (d) eines der Stromableiterbänder über das andere Stromableiterband und über das Separatorband hinausragt und dass gegabenenfalls die Breite und / oder Dicke dar Stromableiterbänder nach den hinausragenden Enden zu zunimmt.
4. 4. Elektrodenpaket nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass Stromableiterband und Separatorband des Trenngliedes dar Form der Elektroden angepasst sind (Fig.2)
5. 5. Elektrodenpaket nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiterbänder (b,c) des Trenngliedes (d) Gitter, Gewebe oder perforierte Folien aus Metall oder aus leitend gemachtem Kunststoff sind.
6. 6. Elektrodenpaket nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Stromableiterbänder (b,c) galvanoplastisch hergestellt und im Bereich der Elektroden fein perforiert sind.

   509817/0901
7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenpaketes nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus zwei Stromabieiterbändern und einem dazwischenliegenden Separatorband bestehendes Trennglied ziehharmonikaartig hin .und her gefaltet wird und in die sich dabei ergebenden Falten einzelne, nicht zusammenhängende Elektroden eingelegt werden, wobei auf der einen Seite des Trenngliedes die positiven und auf der anderen die negativen Elektroden zu liegen kommen, dass die geometrische Form de3 Separatorbandes an den Kontaktstellen mit den Elektroden gleich oder grosser gewählt wird als die Kontaktflächen der anliegenden Elektroden sind und dass das Trennglied und die Elektroden zum Paket zusammengedrückt werden, wobei beide Seiten jeder einzelnen Elektrode -gleicher Polarität mit demselben Stromabieiterband in Berührung kommen.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, insbesondere zur Herstellung von alkalischen Ni-Cd-Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammendrücken des Elektrodenpaketes dieses in eine Hülse (g), welche aus isolierendem Kunststoff gefertigt ist, eingeschoben und die Hülse dann, mit einem perforiertem Isolierdeckel verschlossen wird, dass das Elektrodenpaket in der Hülse noch weiteren Operationen wie z.B. Auslaugung, Aktivierung oder dergleichen unterworfen wird und dass dann Hülse und Elektrodenpaket in das Gehäuse des Akkumulators eingesetzt werden.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Hülse (g) verwendet, die aus einem Rohr mit Boden besteht und dar Boden und das Rohr Oeffnungen (i) aufweisen.
10. 10. Montagevorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 7-9, gekennzeichnet durch ein aus zwei Halbschalen bestehendes Rohr, deren untere Halbschale (e) zur Aufnahme des zickzackförmig gefalteten Trenngliedes (d) und zum senkrechten Einfügen der Elektroden (f) dient, durch einen Stempel (h), durch Mittel zum Halten der oberen Halbschale auf der unteren und durch eins Halteeinrichtung für die angesetzte Hülse (g).

    509817/0901
11. 11. Montagevorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 7—9, bestehend aus einem Rohr, bei dem ein Teil der.oberen Hälfte zum Einfügen des zickzackförmigen Trenngliedas (d) und zum senkrechten Einbringen der Elektroden (f) entfernt ist, aus einem Stempel (h) und aus einer Haltevorrichtung für die angesetzte Hülse (g) Fig. 6.
12. Montagevorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr zu dem Ende hin, an dem die Hülse angesetzt wird, konisch verjüngt ist.
13. 13. Montagevorrichtung nach den Ansprüchen 10 - 12, gekennzeichnet durch Mittel zum maschinellen Einbringen des zickzackförmigen Trenngliedes und der Elektroden in das Rohr und zum automatischen Zusammendrücken des Trenngliedes und der Elektroden und dabei Einführen des Paketes in die Hülse.

    509817/0901