DE2415032A1

DE2415032A1 - Lead accumulator electrode grid conductor - consisting of aluminium core with outer lead sheath extrusion

Info

Publication number: DE2415032A1
Application number: DE2415032A
Authority: DE
Inventors: Kaj Dipl Ing Quist; Erik Dipl Ing Sundberg; Torgny Dipl Ing Wingbro
Original assignee: Tudor AB
Current assignee: Tudor AB
Priority date: 1973-04-03
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1974-10-24

Abstract

A conductive material for lead accumulators and their cells consists of a core of high electrical and thermal conductivity (pref. Al (alloy) or Cu (alloy)), copper which has been lead coated. The lead sheath which amts. to >=15% of the total conductor cross-section is applied by a hydrostatic extrusion process. This provides adequate corrosion resistance for both positive and negative electrodes. It can be applied to any desired geometrical shape and is easily and cheaply produced.

Description

Elektrischer Leiter für Bleiakkumulatoren und deren Zellen Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Leiter ftfr Eleiakkumulatoren und deren Zellen.Electrical conductor for lead-acid batteries and their cells The invention refers to an electrical conductor for electric batteries and their cells.

Bs ist bekannt, die Leiter von Zellen von Bleiakkumulatoren praktisch ausschließlich aus Blei und Bleilegierungen herzustellen0 Diese bekannten Leiter besitzen die erforuerliche cheische Beständigkeit, jedoch ist ihre elektrische meitfähigkeit und gegebenenfalls auch die Wärmeleitfähigkeit nicht immer befriedigend. Daher hat man auch schon bei den die Leiter bildenden Elektroden von Bleiakkumulatoren neben dem Blei auch andere Metall mit hoher Leitfähigkeit verwendet. So ist beispielsweise aus der schwedischen Patentschrift 193 689 eine Gitterelektrode für Bleiakkumulatoren bekannt, die aus vertikalen und horizontalen Gitterstäben besteht, wobei zwischen den seitenverschobenen Stäben und in der hauptachse in der Mittelebene der Elektrode Stäbe aus einem Metall mit größerer Leitfähigkeit eingefügt sind. Diese Stäbe bestehen aus Aluminium, das auf galvanischem Wege mit einer Ummantelung aus Blei versehen ist. Diese Stäbe besitzen zwar eine befriedigende elektrische und Wärmeleitfähigkeit; sie sind jedoch insoweit nachteilig, als der Bleimantel nur eine sehr geringe Wandstärke besitzt, wodurch ein solcher Leiter, da das blektrodengitter einer starken Korrosion ausgesetzt ist, wegen des dünnen Bleimantels nur eine geringe Widerstandsfähigkeit besitzt. hine andere Methode zur Herstellung eines Leiters mit hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht nach der schwedischen Patentschrift 338 130 darin, daß flüssiges, d.h. geschmolzenes uminiuin auf eine Fläche aus festem Blei auf gegossen wird. sin auf diese Weise hergestellter Leiter besitzt zwar eine befriedigende elektrische und Wärmeleitfähigkeit und auch einen belriedigenden Widerstand gegen Korrosion ; die nerstellungsmethoder ist jedoch aufgrund des erforderlichen aufwandes und der aufzubringenden Sorgfalt während der Berstellung nachteilig, da das Blei das aufgegossene Aluminium vollkommen einschließen muß, Außerdem sind dieser Methoden Grenzen gesetzt hinsichtlich der geometrischen Formen des Leiters.Bs is known to be practical in the heads of cells of lead-acid batteries Manufactured exclusively from lead and lead alloys0 These well-known conductors have the required chemical resistance, but their electrical conductivity is great and possibly also the thermal conductivity is not always satisfactory. Hence has one also already works next to the electrodes of lead-acid batteries that form the conductors In addition to lead, other metals with high conductivity are also used. So is for example from the Swedish patent 193 689 one Grid electrode known for lead batteries, which consist of vertical and horizontal bars exists, with between the laterally shifted bars and in the main axis in the Central plane of the electrode rods made of a metal with greater conductivity are inserted are. These rods are made of aluminum that is galvanically coated with a coating made of lead. Although these rods have a satisfactory electrical and thermal conductivity; however, they are disadvantageous as the lead sheath only has a very small wall thickness, which means that such a conductor as the sheet metal grid is exposed to severe corrosion, due to the thin lead jacket only a minor one Possesses resilience. into another method of making a ladder with high electrical conductivity exists according to the Swedish patent 338 130 in that liquid, i.e. molten, uminiuin on a surface of solid Lead is poured on. sin in this way manufactured conductor has a satisfactory electrical and thermal conductivity and also a satisfactory resistance against corrosion; However, the creation method is due to the required expense and the care to be taken during the provision disadvantageous because the lead must completely enclose the cast aluminum, besides, these are Methods set limits with regard to the geometric shapes of the Head.

Demgegenüber liegt der anmeldung die Aufgabe zugrunde, einen Leiter für elektrische Bleiakkumulatoren zu schaffen, der bei Verwendung für positive und auch für negative Elektroden eine befriedigende Korrosionsfestigkeit besitzt, der in Jeder beliebigen geometrischen Form auf einfache und wirtschaftliche Weise herstellbar ist, und bei dem zwischen einer Seele hoher elektrischer und Wärmeleitfähigkeit und einem Bleimantel ein widerstandsloser Kontakt gewährleistet ist0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrische Leiter aus einem Kern aus einem ibaterial hoher elektrischer und Wärme-Leitfähigkeit besteht, auf den ein diesen unter Kontaktgabe umschließender Mantel aus Blei oder einer Bleilegierung in einem hydrostatischen Extrusionsverfahren durch Aufstreichen aufgebracht, i@t, wobei die Wandstärke des Mantels mindestens 15% des gesamten Leiterqueschnittes beträgt.In contrast, the registration is based on the task of a leader for electrical lead-acid batteries, which when used for positive and has a satisfactory corrosion resistance even for negative electrodes, the Can be produced in any geometric shape in a simple and economical manner is, and in the case of a core with high electrical and thermal conductivity and a lead sheath, a resistance-free contact is guaranteed0 This task is achieved according to the invention in that the electrical conductor consists of a core an imaterial of high electrical and thermal conductivity, on which a this with contact enclosing jacket made of lead or a lead alloy applied by brushing in a hydrostatic extrusion process, i @ t, wherein the wall thickness of the jacket is at least 15% of the total conductor cross-section amounts to.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Kern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.Another feature of the invention is that the core is made of Aluminum or an aluminum alloy or made of copper or a copper alloy consists.

Weiter kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß bei einer mit sich kreuzenden Stäben ausgestatteten Gitterelektrode wenigstens der mit einer Fahne versehene Oberrahmen aus einem Leiter gemäß anspruch 1 und 2 besteht0 Weit er ist erfindungswesentlich, daß bei einer mit dem Oberrahmen verbundene senkrechte Stäbe aufweisenden Gitterelektrodt der Oberrahmen und die Stäbe aus einem Material gemäß Anspruch 1 und 2 bestehen.The invention is further characterized in that in one with Crossing rods equipped grid electrode with at least one flag provided upper frame consists of a ladder according to claims 1 and 2 far he is It is essential to the invention that a vertical rods connected to the upper frame having grid electrode of the upper frame and the rods made of a material according to Claims 1 and 2 exist.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß bei einer einen Oberrahmen, eine bodenleiste und zwischen diesen angeordnete Sprossen aufweisenden Gitterelektrode für Röhrchenelektroden der Oberrahmen, die bodenleiste und vorzugsweise wenigstens eine Sprosse aus einem Material gemäß Anspruch 1 und 2 bestichen wobei diese Sprosse einen der Röhrehenhülle annähernd entsprechenden Surchmesser besitzt.Another feature is that a top frame, a base bar and a grid electrode arranged between these rungs for tube electrodes the top frame, the bottom bar and preferably at least a rung made of a material according to claim 1 and 2, said rung has a diameter approximately corresponding to the tubular casing.

Weiter ist wesentlich, daß die eine Mehrzahl von Gitterelektroden übergreifende Polbrücke mit ihremPolzapfen aus einem Material gemäß Anspruch 1 und 2 besteht.It is also essential that the plurality of grid electrodes overlapping pole bridge with its pin made of a material according to claim 1 and 2 exists.

Ein weiteres Merkmal besteht noch darin, daß der bzw. die Leiter während oder nach der Extrusion mindestens an der Oberfläche auf eine Temperatur ernitzt werden, die höchstens 3°C unter dem Schmelzpunkt des den mantel bildenden Materials liegt.Another feature is that the conductor or conductors during or after the extrusion it is heated to a temperature at least on the surface at most 3 ° C below the melting point of the material forming the jacket lies.

Schließlich ist noch von Bedeutung, daß die Leiter durch Zertrennen eines längeren Stabes erzielte Teile sinkt, und daß die freien Enden der Teile durch Aufguß des den anteil bilaenden materials abgedeckt sind.Finally, it is also important that the ladder is cut by cutting A longer rod achieved parts sink, and that the free ends of the parts through Infusion of the part of the bilateral material are covered.

Die Anmelderin hat erkannt, daß ein allen Forderungen genügender elektrischer Leiter für Bleiakkumulatoren sich schaffen läßt, wenn das Blei unter hohem Druck durch Extrusion auf die Seele mit hoher elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht wird, wobei das Blei kalt verformt wird, so daß es streicüfähig wird und sich unter einwandfreier Kontaktgabe mit der Seele verbindet, Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Leiters für elektroden elektrischer Bleiakkumulatoren wird eine beträchtliche Verringe rung-des elektrischen Widerstandes im leitenden Materisl erreicht; hierdurch können unnötige Energieverluste in den Leiters vermieden werden. Als geeignetes Material für die Seele mit hoher elektrischer Leitfähigkeit kommt in erster Linie Alumium und an zweiter Stelle Kupfer in Frage. Diese Eaterialien besitzen auch eine bedeutend bessere Wärmeleitfähigkeit als Blei, was insoweit von Vorteil ist, als sich beträchtliche Wärme in den Zellen der Bleiakkumulatoren entwickeln kann, die dann über die Polbrücke und den Polbolzen aus der Zelle abgeführt wird.The applicant has recognized that an electrical that meets all requirements Lead accumulator conductors can be created when the lead is under high pressure is applied by extrusion to the core with high electrical conductivity, whereby the lead is deformed cold, so that it is spreadable and works perfectly Making contact with the soul connects, when using the conductor according to the invention for electrodes of electrical lead-acid batteries a considerable reduction of the electrical resistance achieved in the conductive material; this can make unnecessary Energy losses in the conductor can be avoided. As a suitable material for the Alumium is primarily used for the core with high electrical conductivity and in second place copper in question. These materials also have an important one better thermal conductivity than lead, which is advantageous in that it is considerable Heat can develop in the cells of the lead-acid batteries, which then cross the terminal bridge and the pole pin is removed from the cell.

Der erfindungsgemäße Leiter besitzt eine sehr gute Korrosionsbeständikeit durch die Dicke der Bleischicht; um diese Korrosionsbeständigkeit noch zu verbessern, ist es zweckmäßig, während oder nach der extrusion durch Wärmebehandlung eine Umstrukturierung der Bleischicht zu erzielen. Zu diesem Zweck wird das Material auf eine femperatur erhitzt, die höchstens 3o, vorzugsweise 100 unter dem Schmelzpunkt des Bleis bzw.The conductor according to the invention has very good corrosion resistance through the thickness of the lead layer; in order to further improve this corrosion resistance, it is advisable to carry out restructuring during or after the extrusion by means of heat treatment to achieve the lead layer. For this purpose, the material is brought to a temperature heated to a maximum of 3o, preferably 100, below the melting point of lead or

der Bleilegierung liegt.the lead alloy lies.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der erfindung, und es bedeutet: Fig. 1 Darstellung eines Gitters einer niektrode, das für den Auftrag von aktivem Material durch Aufstreichen geeignet ist, Fig. 2 zeigt ein Gitter für eine sogenannte Röhrchenelektrode, Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführimgsform gemäß Fig. 2, Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Mehrzahl von durch eine Pol brücke verbundenen Elektroden.The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the invention, and it means: Fig. 1 representation of a grid of a niektrode, which is suitable for the application of active material by brushing, Fig. 2 shows a grid for a so-called tube electrode, Fig. 3 shows a modified embodiment according to FIG. 2, FIG. 4 shows in perspective Representation of a plurality of electrodes connected by a pole bridge.

Das in Fig. 1 gezeigte Gitter besteht aus einer Fahne 1, einem Rahmen 2, in dem die obere Leiste 2a als Oberrahmen dient, und aus einer Anzahl vertikaler und horizontaler Stäbe 30 Der Oberrahmen 2a kann aus einem nach der Erfindung ausgebildeten Leiter bestehen, der, Je nach der gesamtdicke der Elektroden und den Betriebsbedingungen eine Bleischicht ausreichender Stärke besitzt und einen Kern hoher elektrischer Leitfähigkeit aufweist.The grid shown in Fig. 1 consists of a flag 1, a frame 2, in which the top bar 2a serves as a top frame, and a number of vertical ones and horizontal bars 30. The upper frame 2a may be made of one formed according to the invention Conductors are made of, depending on the total thickness of the electrodes and the operating conditions has a lead layer of sufficient strength and a high electrical core Has conductivity.

Auch das in Fig. 2 gezeigte Gitter besteht aus einer Fahne 1, einem Oberrahmen 2a und senkrecht zu diesem gerichteten Stäben wobei die Stäbe 3 untereinander nur am Oberrahmen verbunden sin Hierbei ist es zweckmäßig, außer dem Oberrahmen 2a auch die Stäbe 3 als Leiter nach der Erfindung auszubilden, Diese Leiter haben im allgemeinen einen runden Querschnitt von ha. 3 mm Durchmesset, wobei der Außenmantel aus Blei mindestens 15% des gesamten Leiterquerschnittes beträgt0 Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines für Fig. 3 zeigt eine geeigneten Gitters gemäß ig. 2.The grid shown in Fig. 2 consists of a flag 1, a Upper frame 2a and bars directed perpendicular to this, the bars 3 below one another only connected to the upper frame. It is useful here, except for the upper frame 2a also to form the rods 3 as a ladder according to the invention, These ladder have generally a round cross-section of ha. 3 mm in diameter, with the outer jacket made of lead is at least 15% of the total conductor cross-section0 the Fig. 3 shows a modified embodiment of one for Fig. 3 shows a suitable one Grid according to ig. 2.

Die Stäbe 3 sind hierbei durch eie elektrisch leitende Bodenleiste 4 miteinander verbunden, die als Leiter anch der Erfindung ausgebildet sein kann. Außerdem können, um erhöhte Leit fähigkeit beim Gitter zu gewährleisten, eine oder mehrere Stäbe 3 oesen Leiter 5 nach der erfindung ausgetauscht werden, wobei der Außendurchmesser dieser Leiter 5 ungefähr dem Durchmesser der Rährchenhülle der übrigen Stäbe 3 entsprechen sollte Die Fig. 4 zeigt einen eil eines zusammengefügten Elektrodensaztes. MehrerenElektroden sina hierbei mit ihren Fahnen 1 über eine Polbrücke 2 verbunden. Der elektrische Strom wird über die polbrücke 6 zum i0lzapfen 9 geleitet, der aus der Akkumulatorenzelle herausfuhrt. Da sowohl an der polbrücke 6 als auch an dem Polzapfen 9 sehr starke Stroiakonzentrationen entstehen können, ist es besonders vorteilhaft, diese aus einem httermaterial nach der Erfindung auszubilden. hierbei besitzt die Pol brücke einen Kern 7 und der polzapfen 9 ei en Kern 11 aus einem Material mit hoher Leitfähigkeit, der von einem Mantel 8 bzw. 10 aus Blei umgeben ist. The rods 3 are in this case by an electrically conductive bottom strip 4 connected to each other, which can be designed as a conductor according to the invention. In addition, to ensure increased conductivity in the grid, one or several rods 3 oesen head 5 are exchanged according to the invention, the The outer diameter of this conductor 5 is approximately the diameter of the tube casing remaining rods 3 should correspond to FIG. 4 shows a part of an assembled Electrode cords. Several electrodes are placed here with their lugs 1 over a pole bridge 2 connected. The electrical current is conducted via the pole bridge 6 to the pin 9, which leads out of the accumulator cell. Since both at the pole bridge 6 and At the pole pin 9 very strong stroia concentrations can arise, it is special advantageous to form these from a htter material according to the invention. here the pole bridge has a core 7 and the pole pin 9 egg s core 11 from one Material with high conductivity, which is surrounded by a jacket 8 or 10 made of lead is.

Selbstverständlich ist es auch möglich, sich areuzenue Gitterstäbe selbst aus einem Material nach der Erfindung herzustellen.Of course, it is also possible to use areuzenue bars even to produce from a material according to the invention.

Als Vorfabrikat werden nämlich lange Leiterstäbe hergestellt, die in einzelne Teile erforderlicher Länge aufgeschnitten werden, so daß bei einem aus sich kreuzenden Stäben geoilaeten Gitter nicht nur die durchlaufenden langen Stäbe, sondern auch die kurzen zwischen diesen quer sich erstreckenden Stäbe nach entsprechendem fruischneiden eines Stabes aus dem Leiter nach der Erfindung gebildet werden können, wobei es eriorderlicn diese kurzen Leiterstücke zwischen die durchlaufenden Stäbe einzusetzen und durch flüssiges Blei mit diesen zu verbindensLong conductor bars are manufactured as a prefabricated product, which be cut into individual parts of the required length, so that one out intersecting bars geoilet grids not only the continuous long bars, but also the short rods that extend transversely between these fresh cutting of a rod can be formed from the conductor according to the invention, It is necessary to have these short pieces of ladder between the rods passing through to be used and to be connected to these with liquid lead

Claims

A n p r ü c h e Electrical conductor for lead-acid batteries and their Cells, consisting of a core made of a material with high electrical and thermal conductivity, on a jacket made of lead or a lead alloy, which encloses this with contact is applied by brushing in a hydrostatic extrusion process, The wall thickness of the Mantesl is at least 15% of the total conductor cross-section amounts to.

2. Electrical conductor according to claim l, d a d u r c h g e k e n n notices that the core is made of aluminum or an aluminum alloy or made of copper or el @ copper alloy.

3. Electrical conductor according to claim l and 2, characterized in that that with a grid electrode equipped with crossing rods at least the flagged upper frame made of a ladder according to claims 1 and 2 consists.

4. Electrical conductor according to claim 1 and 2, characterized in that that with one connected to the Oberranmen have vertical bars Grid electrode of the upper frame and the rods made of a material according to claim 1 and 2 exist.

5. Electrical conductor according to claim 1 and 2, characterized gekennzeicnnet, that with a top frame, a bottom bar and arranged between them Rungs having grid electrodes for tubular elestrodes of the upper frame, the Bottom rail and preferably at least one rung made of a material l according to Claim 1 and 2 exist, this rung approximately one of the tube casing has a corresponding diameter.

6. Electrical conductor according to claim 1 to, characterized in that that a plurality of grid electrodes overlapping pole bridge with its pole pin consists of a material according to claims 1 and 2.

7. Electrical conductor according to claim l to 6, characterized in that that the conductor or conductors during or after the extrusion at least on the surface heated to a temperature not exceeding 5 ° C below the melting point of the the material forming the jacket lies.

8e electrical conductor according to claim 1 to 7, characterized in that that the conductors are parts obtained by severing a longer state, and that the free ignitions of the parts covered by infusion of the material forming the jacket are.