DE2546440B2

DE2546440B2 - Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus einem von einer Depolarisierungsmasse umschlossenen Kohlestab

Info

Publication number: DE2546440B2
Application number: DE2546440A
Authority: DE
Inventors: Ching Wa Pun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE2546440C3; MY8200078A; FR2334212A1; BR7506782A; DE2546440A1; FR2334212B1; CA1050610A; JPS51149533A; JPS5712495B2; KE3145A; GB1506579A; IT1047825B; ES441847A1; AU8578575A; US4027078A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers aas einem von einer Depoiarisierüngsmasse umschlossenen Kohlestab, einer die Depolarisierungsmasse rohrförmig umschließenden Zinkelektrode und einem die Zinkelektrode umschließenden Kunststoffmantel für eine galvanische Trockenzelle.

Bei bekannten Verfahren dieser Art, wie sie etwa in dem deutschen Gebrauchsmuster ! 7 76 875, der DE-AS 09 601 und der DE-OS 20 25 489 beschrieben sind, besteht der Kunststoffmantel aus einem im wesentlichen festen Gehäuse. Ein solches Gehäuse enthält verhältnismäßig viel Material und ist daher kostspielig.

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genannter Art anzugeben, bei dem man mit weniger Kunststoffmasse auskommen kann, dennoch aber die Herstellung des Körpers nicht aufwendig wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkelektrode und die von ihr umschlossene Depolarisierungsmasse in einen Beutel aus Kunststoffolie eingeführt werden, daß der Beutel dann verschlossen wird und daß dann der Kohlestab unter Zerreißen der Kunststoffolie axial in die Depolarisierungsmasse gedrückt wird, wobei die Ausdehnung der Depolarisierungsmasse durch einen Außenmantel und eine Bodenplatte begrenzt wird und die Reißstelle in der Kunststoffolie um den Kohlestab herum abgedichtet wird.

Der Beutel aus Kunststoffolie hat wesentlich geringere Masse als ein Kunststoffmantel. Das Herstellungsverfahren des Körpers ist wegen der Verwendung des Außenmantels und der Bodenplatte einfach. Wegen der vorgesehenen Abdichtung kann in dem Körper enthaltener Elektrolyt nicht aus dem Beutel herausfließen.

Bevorzugt wird ein Beutel mit einer Öffnung zur Durchführung einer Kontaktzunge verwendet, die an die Zinkelektrode angesetzt ist Die Kontaktzunge wird in der Öffnung abgedichtet so daß beim Verbrauch der '■5 Zinkelektrode die Kontaktzunge praktisch nicht beein-"■ußt wird und der Beutel dicht bleibt

Als besonders geeignet haben sich Beute! aus Polyolefin- und Vmylmaterialien erwiesen.

Als Dichtungsmaterialien eignen sich besonders Asphalt Siegellack, Wachs. Silikonkautschuk und Kunstharz.

Um die Kontaktzunge dicht aus dem Beutel zu führen, wird bevorzugt auf die Kontaktzunge beidseitig ein klebendes Dichtungsmaterial aufgebracht bevor die Zinkelektrode und die von ihr umschlossene Depolarisierungsmasse in den Beutel eingeführt werden. Die Kontaktzunge wird durch die Öffnung im Beutel gesteckt und dann das Beutelmaterial im Bereich der Öffnung an die Kontaktzunge gedrückt,
Besonders bevorzugt ist es. wenn der Beutel vor dem Verschließen evakuiert wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1, 2 und 2a zeigen bevorzugte Ausführungsformen von Kunststoffolienbeuteln.

F i g. 3 zeigt einen nach dem Verfahren hergestellten Körper unter Verwendung eines Beu'.els nach Fi g. 1.

Fig.4 zeigt einen nach dem Verfahren hergestellten Körper unter Verwendung eines Beutels nach F i g. 2 oder 2a.

F i g. 5 zeigt eine erste Zelle im fertigen Zustand.
F i g. 6 zeigt eine zweite Zelle im fertigen Zustand.
Der Beutel nach F i g. 1 ist flach und rechteckig. Er weist eine geschlossene Oberkante 4 und geschlossene ^€ΐιεηιναΠί€ΐΐ 5 aiii, oeine Unterkäme 3 ist offen. Oberhalb der Unterkante 3 verbindet eine Schweißnaht 10 die Seitenwände des Beutels. Diese Schweißnaht 10 begrenzt einen kanalartigen Durchlaß 7, der zu einer ■io Öffnung 6 führt, durch welchen eine Kortaktzunge zu stecken ist. Die Schweißnaht 10 wird erst dann angebracht, wenn der Körper aus Depolarisierungsmasse und Zinkelektrode in den Beutel durch die offene Kante 3 gesteckt worden ist.

■55 Der Beutel nach F i g. 2 unterscheidet sich von dem Beutel nach Fig. 1 dadurch, daß seine Seitenkante 3

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tsiivii tat uiiu utt οτ.ΐινν«ίιυιιαΐιι iv ijtiiaiiv· £.u UIC3CI Seitenkante 3 gelegt wird. Die Öffnung 6 ist durch einen Ausschnitt an der linken unteren Ecke des Beutels

M gebildet und durch entsprechende Ausbildung der die Unterkante des Beutels begrenzenden Schweißnaht.

Be; der Ausführungsform nach Fig.2a ist anders als in Fig. 2 zur Bildung der Öf^fnung6 nur die linke untere Ecke des Beutels abgeschnitten.

Zur Herstellung des Körpers wird die Depolarisisrungsmasse 9 in ein mit einem Elektrolyten versetzten Papier 8 und in eine Zinkelektrode 2 eingewickelt. Von der Zinkelektrode 2 steht über eine Stirnfläche des

Wickels eine Kontaktzunge 1 vor. Die Form des Wickels ist durch eine Bodenplatte 13 festgelegt die die Depoiarisierungsmasse 9 auf der einen Seite des Wickels begrenzt Nach dem Wickeln wird der überstehende Rand des Papiers 8 auf die Bodenplatte 13 und auf die freie Stirnfläche der Depoiarisierungsmasse 9 umgelegt Der so entstandene Verbundkörper wird durch die öffnung 3 in den Beutel eingeführt Bei Verwendung eines Beuteis nach F i g. 1 wird der Verbund von -mten in den Beutel eingeführt Bei Verwendung eines Beutels nach Fig.2 oder Fig.2a wird der Verbund von der Seite in den Beutel eingeführt In beiden Fällen wird darauf geachtet daß die Kentaktzunge 1 durch die Öffnung 6 gefädelt wird. In dem kanalartigen Durchlaß 7 kann schon '»^r dem Einbringen des Verbunds von Depokris^;-:run_t -tasse 9 Papier 8 und Zinkelektrode 2 Dichtun₆aniaterial eingebracht sein. Das Dichtungsmaterial kann sich aber auch, wie oben beschrieben, auf !den Seiten der Kontaktzunge befinden. Beimißt sich üer Verbundkörper im Beutel, so werden di~ Schweißnähte 10 angebracht Da der Beutel ursprünglich flach rechteckig gewesen ist stehen nunmehr taschenförmige Ansätze 15 von ihm ab. Nur der obere Mittelbereich des P :utels liegt einigermaßen flach der freien Stirnfläche der Depoiarisierungsmasse 9 an. Nunmehr wird der nach Fig.3 oder 4 gefüllte Beutel in einen Metallmantel 11 gesteckt wie dies F i g. 5 und 6 zeigen. Der Metallmantel 11 wird unten mit einer metallischen eingesickten Bodenplatte 17 geschlossen, um die der untere Rand 18 des Mantels 11 gegebenenfalls unter Zwischenfügung eines Isolierstoffrings 19 umgebördelt wird. Damit ist der Beutel in seiner Ausdehnungsfähigkeit nach unten und rundum begrenzt

Nunmehr wird in den Beutel von oben axial zum Mantel 11 ein Kohlestab 12 gedrückt, wodurch die Kunststoffolie, aus der der Beutel besteht, zerreißt. Der obere Bereich des Beutels wird dabei etwas in die Depoiarisierungsmasse 9 hineingezogen. Der dadurch entstehende zwickeiförmige Ringraum zwischen der Kunststoffolie und dem Kohlestab 12 wird mit einer Dichtungsmasse gefüüt Auf dem freien Ende des Kohlestabs 12 ist eine Metallkappe 16 befestigt, deren Umfang in den Mantel 11 paßt und über deren Außenrand der obere Rand 18 des Mantels 11 gcgcbcncniHiia ϊϊϊϊΐ£Γ z-w iSCiicinügUng cmcä isolic^ioffrings 19 zu bördeln ist

Das Verfah/επ eignet sich insbesondere zur Herstellung von Trockenzellen, deren Zinkelektrode bei einem Spannungsabfall auf 0,7 bis 0,85 Volt verbraucht ist Selbst bei Verwendung solcher Zinkelektroden wird nach deren Verbrauch die Kontaktzunge bei der vorgesehenen Abdichtung nicht beeinträchtigt, so daö aus der Zelle kein Elektrolyt herausfließt Auch das Beutelmaterial widersteht dem Elektrolyten. Da das Beutelmaterial einigermaßen elastisch ist gibt es auch der Entstehung von Gasen aus dem Elektrolyten oder der Depoiarisierungsmasse nach. Durch das Einwickeln der Depoiarisierungsmasse in das mit dem Elektrolyten versehene Papier und in die Zinkelektrode entsteht ein ausgezeichneter Kontakt zwischen diesen drei Komponenten. Dieser Kontakt wird noch durch das Einführen des Kohlestabs verbessert der die Depoiarisierungsmasse und das mit dem Elektrolyten versetzte Papier an die Zinkelektrode drückt und der selbst unter dem Druck der Depoiarisierungsmasse steht Dadurch wird der elektrische Innenwiderstand der Zelle wesentlich gemindert Dies ist von besonderer Bedeutung, denn wegen des Wickelvorgangs ist die Zinkelektrode strukturell kein Rohr, das einen Radi?!druek aufnehmen kann.

Das zur Herstellung des Kunststoffbeutels verwendete Polyolefin ist bevorzugt ein Polyäthylen oder ein Polypropylen; als Vinylmaterial ist Polyvinylchlorid bevorzugt Diese Materialien sind besonders resistent gegen den Elektrolyten und hinreichend fesi und elastisch, um den Druck entstehender Gase aufzunehmen. Der Elektrolyt kann schon im Papier verfestigt werden, aber auch erst dann, wenn das Papier auf die Zinkelektrode aufgelegt ist, jedenfalls aber vor dem Einwickeln der Depoiarisierungsmasse.

Das Verschweißen des Beutels kann mittels Hochfrequenzschweißung erfolgen.

Der Beutel wird vor dem Verschließen evakuiert damit die frei bleibenden taschenförmigen Ansätze möglichst viel Gas oder abgeschiedene Flüssigkeit aufnehmen können. Sie bewirken eine Verringerung des Innendrucks des Beutels, ohne daß jedoch dadurch der elektrische Innenwiderstand der Zelle erhöht wird.

Das freie Ende des in den Beutel eingetriebenen Koh'estabs bleibt sauber und daher wird auch eine elektrolytische Verschmutzung der Innenseite der auf dem freien Ende des Kohlestabs sitzenden Kappe weitgehend vermieden.

Die isöüersiöffringe auf der AuSensciie des Bodens und der Kappe sind nur erforderlich, wenn der Mantel aus Metall besteht

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus einem von einer Depolarisierungsmasse umschlossenen Kohlestab, einer die Depolarisierungsmasse rohrförmig umschließenden Zinkelektrode und einem die Zinkelektrode umschließenden Kunststoffmantel für eine galvanische Trockenzelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkelektrode (2) und die von ihr umschlossene Depolarisierungsmasse (9) in einen Beutel aus Kunststoffolie eingeführt werden, daß der Beutel dann verschlossen wird und daß dann der Kohlestab (12) unter Zerreißen der Kunststoffolie axial in die Depolarisierungsmasse (9) gedrückt wird, wobei die Ausdehnung der Depolarisierungsmasse (9) durch einen Außenmantel (11) und eine Bodenplatte (13) begrenzt wird und die Reißstelle in der Kunststofffolie um den Kohlestab (12) herum abgedichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beutel mit einer Öffnung (6) zur Durchführung ?iner Kontaktzunge (1) verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beutel aus einem Polyolefin- oder einem Vinylmaterial verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmaterial Asphalt Wachs, Siegellack, Silikonkautschuk oder ein Kunstharz verwendet wird.

5. Verfahr.-n nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kontaktzunge (1) beidseitig ein klebendes Dichtungsmaterial aufgebracht wird, bevor die ZinKelektrode (2) und die von ihr umschlossene Depo!aris^;erungsmasse (9) in den Beutel eingeführt werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beutel vor dem Verschließen evakuiert wird.