DE2528263C2 - Liquid-tight metallic bushing for electrical accumulators and process for their production - Google Patents
Liquid-tight metallic bushing for electrical accumulators and process for their productionInfo
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Description
Bei elektrischen Akkumulatoren ist es notwendig, insbesondere die Durchführung der Endpole und Zellenverbinder flüssigkeitsdicht zu gestalten. Elektrolytflüssigkeit, die im Bereich der Poldurchführungen aus 'dem Akkumulatorengehäuse austritt, führt zu chemischen Veränderungen an der Oberfläche der Endpole. Dadurch wird der Übergangswiderstand der Endpole in unzulässigem Maße erhöht.In the case of electrical accumulators, it is necessary, in particular, to carry out the end poles and Make cell connectors liquid-tight. Electrolyte fluid that is made in the area of the pole bushings 'Leaks the battery housing, leads to chemical changes on the surface of the end poles. This increases the contact resistance of the end poles to an inadmissible degree.
Jedoch ist es schwierig, diese Undichtigkeiten im Bereich der Poidurchiührungen und Zellenverbinder zu vermeiden. Im Bereich der Poldurchführungen und Zellenverbinder treffen Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammen und der Kunststoff des Gehäuses haftet unzureichend an den Poldurchführungen aus Metall. Unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten und Elastizitätskoeffizienten führen zu Undichtigkeiten im Bereich der Poldurchführungen.However, it is difficult to fix these leaks in the area of the poid passages and cell connectors avoid. In the area of the pole bushings and cell connectors, materials meet different Properties together and the plastic of the housing does not adhere adequately to the terminal bushings made of metal. Different thermal expansion coefficients and elasticity coefficients result to leaks in the area of the pole bushings.
Man versucht daher, durch zusätzliche Dichtungsmittel Poldurchführungen bzw. Zellenverbinder besser gegen Elektrolytdurchtritt zu schützen. So wird beispielsweise in der DT-PS 12 13 904 eine Abdichtung für Poldurchführungen von elektrischen Akkumulatoren beschrieben, Dnzu wird der Polschaft mit einer Lösung von Bitumen, Kunststoffen oder Klebstoff' η auf Vinylbasis oder einer Mischung dieser beschichtet, Der GehSuscdeckel aus Kunststoff kann um den *o präparierten Polschaft gespritzt werden,Attempts are therefore made to improve pole bushings or cell connectors by using additional sealing means to protect against electrolyte penetration. For example, in DT-PS 12 13 904 a seal described for pole bushings of electrical accumulators, the pole shaft with a Solution of bitumen, plastics or adhesive 'η based on vinyl or a mixture of these coated, The Plastic head cover can be placed around the * o prepared pole shaft are injected,
Auch in der US-PS 25 75 076 ist eine Dichtungsmasse für Poldurchführungen beschrieben, Dabei wird auf den Polbolzen ein Gemisch aus einem Polyvinylharz mitAlso in US-PS 25 75 076 a sealant for pole bushings is described, it is on the Pole bolts with a mixture of a polyvinyl resin
ίο Phthalaten aufgebracht,ίο phthalates applied,
Die Haftung dieser bekannten Dichtungsmasse am ,Polbolzen ist jedoch unzureichend. Dafür ist die dünne Öxidhaut auf der Oberfläche des Metalls verantwortlich; diese Oxidhaut führt beispielsweise durch Risse und eine unzureichende Haftwirkung mit der Dichtungsmasse zu Kriechwegen für den Elektrolyten, Dichtmassen der obengenannten Art sind daher ungeeignet, da sie unzuverlässig sind und ihre Wirkung während der Lebensdauer des Akkumulators verlieren.However, the adhesion of this known sealing compound to the pole bolt is insufficient. That's what the thin one is for Oxide skin on the surface of the metal responsible; this oxide skin leads, for example, through cracks and insufficient adhesion with the sealing compound to creepage for the electrolyte, sealing compounds of the above type are therefore unsuitable because they are unreliable and lose their effectiveness during the life of the accumulator.
Es stellt sich daher die Aufgabe, flüssigkeitsdichte metallische Durchführungen für elektrische Akkumulatoren zu entwickeln, welche zuverlässig und dauerhaft wirksam sind. Das Abdichtungsmittel soll einfach und auch in automatisch arbeitenden Maschinen auf die Metallteile der Poldurchführungen und Zellenverbinder auftragbar sein.The task is therefore to create liquid-tight metallic bushings for electrical accumulators to develop which are reliable and permanently effective. The sealant should be simple and also in automatically working machines on the metal parts of the pole bushings and cell connectors be applicable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgem.iß dadurch gelöst, daß die Durchführung im Dichtungsbereich mit einem Überzug versehen ist. der ein Harz mit Carboxylfunktionen enthält.This object is achieved according to the invention in that the implementation in the sealing area with a Cover is provided. containing a resin with carboxyl functions.
Zur Herstellung flüssigkeitdichter metallischer Durchführungen wird auf die Polbolzen, Polbuchsen und
Zellenverbinder eine Lösung erfindungsgemäßer Harze mit Carboxylfunktionen aufgebracht. Die Lösung kann
beispielsweise mit einem Pinsel aufgetragen werden oder aufgespritzt werden. Dies ermöglicht es auch,
diesen Arbeitsvorgang in einen automatischen Fertigungsprozeß zu integrieren.
Bekanntlich sind sehr viele Metalle, insbesondere das Blei, mit einer dünne Oxidhaut überzogen. Die Harze
mit Carboxylfunktion lösen die Oxidschicht auf und es entsteht dabei ein unmittelbarer Kontakt zwischen
Metall und Harz. Nach dem Trocknen des Lösungsmittels ist die metallische Durchführung mit einer
geschlossenen Harzschicht überzogen. Diese Schicht haftet aufgrund des unmittelbaren Kontaktes zum
Metall fest an diesem. Da die Oxidschicht restlos aufgelöst ist, bestehen auch keine Kriechwege für den
Elektrolyten.To produce liquid-tight metallic bushings, a solution of resins according to the invention with carboxyl functions is applied to the pole bolts, pole sockets and cell connectors. The solution can be applied with a brush or sprayed on, for example. This also makes it possible to integrate this work process into an automatic production process.
It is well known that many metals, especially lead, are coated with a thin oxide layer. The resins with a carboxyl function dissolve the oxide layer and there is direct contact between metal and resin. After the solvent has dried, the metallic leadthrough is covered with a closed resin layer. This layer adheres firmly to the metal due to its direct contact. Since the oxide layer is completely dissolved, there are no creepage paths for the electrolyte.
Da die Harze eine starke Affinität zu den Polyolefinen besitzen, können die so verarbeiteten metallischen Durchführungen insbesondere für Gehäuse aus Polypropylen verwendet werden. Um einen dichten Einbau der Polbolzen, Polbuchsen oder Zellenverbinder zu gewährleisten, wird das Polypropylen beispielsweise um die erfindungsgemäß vorbehandeltcn Metallteile gegossen. So kann der ganze Deckel im Spritzguß um die Polbolzen oder Polbuchsen herum hergestellt werden. Dabei löst sich die Harzschicht oberflächlich im flüssigen Polypropylen. Nach dem Abkühlen und Erstarren des Polypropylens sind die metallischen Durchführungen fest und dicht im Deckel verankert. Harze mit Carboxylfunktionen zeichnen sich durch eine starke Affinität zu Metallen und Kunststoffen aus, da in ihren Molekülen sowohl polare als auch nichtpolare Gruppen vorhanden sind. Diese Harze wirken deshalb als sehr gute Haftvermittler zwischen den metallischen Durchführungen und dem Kunststoff,Since the resins have a strong affinity for the polyolefins, they can be processed in this way metallic bushings are used in particular for housings made of polypropylene. To one Polypropylene is used to ensure tight installation of the pole bolts, pole sockets or cell connectors for example cast around the metal parts pretreated according to the invention. So can the whole lid be produced by injection molding around the pole studs or pole sockets. The resin layer will then come off superficially in liquid polypropylene. After the polypropylene has cooled and solidified, the metallic bushings firmly and tightly anchored in the cover. Resins with carboxyl functions stand out characterized by a strong affinity for metals and plastics, as their molecules contain both polar and non-polar groups are present. These resins therefore act as very good adhesion promoters between the metallic bushings and the plastic,
insbesondere Polypropylen.especially polypropylene.
Als Harz mit Carboxylfunktionen ist KolophoniumAs a resin with carboxyl functions, rosin is used
besonders gut geeignet, Als Lösungsmittel kommenparticularly suitable, come as a solvent
beispielsweise Äthylalkohol, Toluo! oder Trichiorüthy-for example ethyl alcohol, toluo! or Trichiorüthy-
Jen in Frage, Die Lösungen sollten zwischen 2 und 20Jen in question, the solutions should be between 2 and 20
'C«w,-%, vorzugsweise zwischen 5 und 7,5 Gew,-%, Kolophonium enthalten, Die nehiehtdieken der troek-• ncn Koiopboniummassc auf dem Metall sollten zwischen 1 μ und IO μ, vorzugsweise zwischen 3 μ und'C «w, -%, preferably between 5 and 7.5% by weight, Contain rosin, The benefits of the dry • ncn Koiopboniummassc on the metal should between 1 μ and IO μ, preferably between 3 μ and
8 μ, liegen,8 μ, lying,
Metallische Durchführungen, welche erfindungsgernüü abgedichtet wurden, zeigten im Gegensatz zu herkömmlichen Poldurchführungen auch bei mehrmonatiger Lagerung keinen Elektrolytaustritt,Metallic bushings, which erfindungsgernüü were sealed, showed in contrast to conventional pole bushings even after several months Storage no electrolyte leakage,
Bei Bleiakkumulatoren, welche sehr großen tbermisehen Belastungen, beispielsweise durch die Entnahme hoher Ströme oder die Lagerung bei hohen Temperaturen, ausgesetzt werden, können die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der metallischen Durchführungen und des Kunststoffgehäuses zu Undichtigkeiten führen. In diesem Falle empfiehlt sich O1Ie Verwendung einer besonders elastischen Abdichtungsmasse. Eine derartige Masse muß auch bei hohen Temperaturen kautschukelastische Eigenschaften besitzen, ss In lead accumulators, which are exposed to very high excessive loads, for example due to the extraction of high currents or storage at high temperatures, the different thermal expansion coefficients of the metal bushings and the plastic housing can lead to leaks. In this case, O recommends 1 Ie use of a particularly elastic sealing mass. Such a mass must have rubber-elastic properties even at high temperatures, ss
Eine einwandfreie Abdichtung metallischer Durchführungen bei thermischen Belastungen läßt &ich erfindungsgemäß dadurch erzielen, daß ein Gemisch von Kolophonium und einem kautschukelastischen Material aufgetragen wird. Grundsätzlich lassen sich alle kautschukelastischen Substanzen benutzen. Diese können selbst Carboxylfunktionen aufweisen, wit ζ. Β. Polyvinylacetat oder Copolymere von Äthylen und Vinylacetat Geeignet ist eine Lösung von 2 bis 20 Gew.-°/o Kolophonium und 1 bis 6 Gew.-°/o Polyvinylacetat in Äthanol. Vorzugsweise werden 8 bis 12 Gew.-% Kolophonium und 3 bis 5 Gew.-°/o Polyvinylacetat verwendet. Geeignet ist auch eine Lösung von 2 bis 20 Gew.-°/o Kolophonium und 1 bis 6 Gew.-°/o eines Vinylacetat-Äthylen-Copolymeren mit vorzugsweise 40 bis 45% Vinylncetai-Antcil in Toluol, Vorzugswaise werden 8 bis 12Gcw,«% Kolophonium und 3 bis 5 Gew,-% des Copolymeren angewendet,A perfect sealing of metallic bushings in case of thermal loads can & ich according to the invention achieve that a mixture of rosin and a rubber-elastic Material is applied. Basically all rubber-elastic substances can be used. This can themselves have carboxyl functions, wit ζ. Β. Polyvinyl acetate or copolymers of ethylene and Vinyl acetate A solution of 2 to 20% by weight of rosin and 1 to 6% by weight of polyvinyl acetate is suitable in ethanol. 8 to 12% by weight of rosin and 3 to 5% by weight of polyvinyl acetate are preferred used. A solution of 2 to 20% by weight of rosin and 1 to 6% by weight of one is also suitable Vinyl acetate-ethylene copolymers with preferably 40 to 45% vinyl acetate in toluene, preferred orphan become 8 to 12 Gcw, «% rosin and 3 to 5% by weight of the copolymer used,
Als kautschukelastische Komponente isj aber auch ein Material ohne Carboxylfunktion geeigent, Vorzugsweise wird dabei Polyisobutylen eingesetzt, Solche „Gemische aus Kolophonium und Polyisobutylen weisen mn sehr gutes lemperatursiabiles, kautschukelasiisches Verhalten auf, Das Gemisch kann als Lösung in z, B, Toluol durch Tauchen, Spritzen oder Streichen auch ' Jeicht in automatisch arbeilenden Maschinen verarbeitet werden.As elastomeric component but also a material having no carboxyl function ISJ geeigent, preferably is used here polyisobutylene, have such "mixtures of rosin and polyisobutylene mn very good lemperatursiabiles, kautschukelasiisches behavior, the mixture may be used as solution in z, B, toluene by dipping, spraying or brushing also 'Jeicht be processed in automatic processing machines sirloin.
Lösungen mit hohem Kolophonium- und relativ ^geringem Polyisobutylengchalt besitzen eine gute '■Kriechfähigkeit auf Blei und breiten sich auch auf der Unterseite waagerecht liegender Bleiflächen aus. Sie sind zur Beschichtung schwer zugänglicher Flächen, z. B, in Zellenverbindern geeignet. Vorteilhaft sind Lösungen mit 10 bis 50 Gcv/.-% Kolophonium und 0,1 bis 0,5 Gew.-% Polyisobutylen, vorzugsweise mit 30 bis ji50 Gew.-% Kolophonium und 0,5 bis 2 Gew.-°/o fePolyisobutylen in einem Lösungsmittel, insbesondere in Toluol.Solutions with a high rosin and relatively low polyisobutylene content have a good one ■ Creeping ability on lead and also spreads on the underside of horizontally lying lead surfaces. she are used to coat surfaces that are difficult to access, e.g. B, suitable in cell connectors. Are beneficial Solutions containing 10 to 50 Gcv /.-% rosin and 0.1 to 0.5% by weight of polyisobutylene, preferably with 30 to 50% by weight of rosin and 0.5 to 2% by weight fePolyisobutylene in a solvent, especially in Toluene.
Zum Beschichten von leicht zugänglichen Flächen, z. B. zum Beschichten von Polbuchsen, eignen sich auch Lösungen mit einem höheren Pölyisobutylengehalt, wobei der Kolophoniumanteil erniedrigt werden kann. Hierzu können auch Lösungen mit Gehalten zwischen 2 und ]0 Gew.-°/o Kolophonium und 2 bis 10 Gew.-°/o Polyisobutylen, vorzugsweise zwischen 4 und 8 Gew.-% Kolophonium und 4 bis 8 Gew.-% Polyisobutylen, verwendet werden.For coating easily accessible surfaces, e.g. B. for coating pole sockets are also suitable Solutions with a higher polyisobutylene content, whereby the rosin content can be reduced. For this purpose, solutions with contents between 2 and 0% by weight of rosin and 2 to 10% by weight of rosin can also be used Polyisobutylene, preferably between 4 and 8% by weight rosin and 4 to 8% by weight polyisobutylene, be used.
Erfindungsgemäße Abdichtungsmittel zeichnen sich durch eine gute Affinität zu Metallen und zu Kunststoffen aus. Sie besitzen gute kautbchukelastische Eigenschaften und sind in weiten Temperaturbereichen alterungsbeständig. Sie sind besonders gut für Akkumulatoren mit metallischen Durchführungen aus Blei und einem Gehäuse aus Polypropylen geeignet.Sealing means according to the invention are characterized by a good affinity for metals and to Plastics. They have good chewable elastic properties and are in a wide temperature range resistant to aging. They are particularly good for accumulators with metallic leadthroughs made of lead and a housing made of polypropylene.
Claims (8)
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