DE2555000B2

DE2555000B2 - Galvanisches Element und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2555000B2
Application number: DE2555000A
Authority: DE
Inventors: Faat Chatovitsch Moskau Nabiullin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-12-24
Filing date: 1975-12-06
Publication date: 1979-07-26
Also published as: SE7514633L; FI753564A; AT349088B; DE2555000C3; FR2296274A1; GB1476080A; NL7514740A; CA1048603A; ATA969075A; JPS5631706B2; BR7508521A; FR2296274B1; US4042761A; YU36243B; NO754007L; DE2555000A1; HU173498B; IT1060810B; DD122008A1; AU8717675A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches Element, das in einem Gehäuse koaxial angeordnete, durch einen ionenleitenden Separator getrennte positive und negative Elektroden und einen «> mit der Stromabführung der negativen Elektrode kontaktierender Metalldeckel enthält, welcher öffnungen aufweist, die durch eine mit einer Dichtungsmuffe versehene Kunststoffeinlage verdeckt sind, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen galvani- "·> sehen Elements.

Aus der DE-OS 21 09 299 ist ein galvanisches Element der vorstehend genannten Gattung bekannt, bei dem die Dichtungsmuffe in ihrer am Stromableiter anliegenden Innenwand umlaufende Nuten aufweist, zwischen denen «<> Stege verbleiben, mit denen der Austritt von Elektrolyt zwischen Stromableiter und Muffe verhindert werden soll.

Eine ähnliche Ausbildung ist aus der US-PS 34 33 681 bekannt, bei der die Nuten entweder ebenfalls in der '·- Innenwandung der Dichtungsmuffe ausgebildet sind, oder im Stromableiter selbst auf dem durch die Dichtungsmuffe hindurchragenden Abschnitt. Allerdings sind diese Ausbildungen insofern nicht gattungsgemäß, als die Stromableiter durch die Kunststoffeinlage nach außen ragen und kein mit der Stromabführung der negativen Elektrode kontaktierender Metalldeckel vorhanden ist

Ein Problem bei einem galvanischen Element der vorausgesetzten Bauart ist die zuverlässige Kontaktgabe zwischen Stromableiter und Metalldeckel. Die bei der bekannten Ausbildung vorhandenen Nuten in der Dichtungsmuffe tragen hierzu nichts bei; ihre Wirkung beschränkt sich darauf, die Flächenpressung zwischen Stromabführung und Dichtungsmuffeninnenfläche zu erhöhen und dadurch die Abdichtung zu verbessern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines galvanischen Elements mit verbesserter Kontaktgabe zwischen Stromabführung der negativen Elektrode und Metalldeckel und dadurch erhöhter Betriebszuverlässigkeit

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß an einem Ende der Stromabführung der negativen Elektrode eine abgeschrägte Nut ausgeführt, auf deren Abschrägung die innere Seite der Dichtungsmuffe aufliegt, deren Material in die Nut hineingreift

Bei einer solchen Ausbildung wird die Stromabführung vom Material der Dichtungsmuffe so erfaßt, daß sie in Axialrichtung an den Metalldeckel angedrückt wird. Die Anpreßkraft kommt dabei zustande durch den Spannungszustand in der Kunststoffeinlage, welcher während der Herstellung des Elements erzeugt wird.

Das Problem der Kontaktgabe ist insbesondere dann gegeben, wenn das Herstellungsverfahren des galvanischen Elements eine hermetische Abdichtung desselben vorsieht, so daß ein innerer Gasüberdruck zum Abheben des Metalldeckels von der Stromabführuing führen kann.

Bei der Herstellung des vorliegenden galvanischen Elements wird ausgegangen von einem Verfahren, bei dem in das Gehäuse koaxial und unter Trennung durch einen ionenleitenden Separator eine positive Elektrode und eine negative Elektrode sowie eine Stromabführung der negativen Elektrode eingebaut werden und danach ein mit der Stromabführung der negativen Elektrode kontaktierender, mit der Kunststoffeinlage verbundener Metalldeckel aufgesetzt wird, der Öffnungen aufweist, die durch das Kunststoffmaterial der Einlage mit einer Dichtungsmuffe überdeckt sind, wonach die hermetische Abdichtung des elektrochemischen Elements mittels Zusammendrückung der Einlage zwischen dem Metalldeckel und dem Gehäuse und mittels Einwalzung der Kante des Gehäuses erfolgt Ein Herstellungsverfahren dieser Art ist aus der DE-PS 16 71 861 bekannt

Bei diesem Herstellungsverfahren wird die Dichtungsmuffe mit Vorspannung auf die Stromabführung aufgesetzt so daß zur Gasableitung aus dem Gehäuse ein Überdruck von ca. 1 bis 3 bar erforderlich ist, je nach verwendeter Vorspannung, Material der Dichtungsmuffe und Änderung der Materialeigenschaften während der Lagerung. Dabei können Druckwerte im Element erreicht werden, die die erwarteten Druckwerte ziemlich übertreffen.

Außerdem dringt das Alkali bei langdauernder Lagerung durch in der dichtenden Oberfläche der Dichtungsmuffe unvermeidliche Mikrokanäle und wird bei Berührung mit Luft durch das in dieser enthaltene Kohlendioxid karbonisiert. Die Mikrokanäle werden durch die Karbonate allmählich verstopft und der Druck im Element wächst weiter an. Unter der Einwirkung eines solchen überhöhten Innendrucks kann es dann zum Verlust des Kontakts zwischen der Stromabfüh-

rung und dem Metalldeckel kommen.

In weiterer Ausbildung der vorliegenden Erfindung wird bei dem vorstehend betrachteten Herstellungsverfahren in eine öffnung der Dichtungmi'ffe vor deren Anordnung an der Stromabführung der negativen Elektrode eine Dichtungsmasse eingerührt und nach der Einwalzung der Kante des Gehäuses die Dichtungsmuffe auf der Stromabführung der negativen Elektrode in Richtung vom Metalldeckel zum Inneren des elektrochemischen Elements hin dadurch verschoben, daß durch die öffnungen im Metalldeckel ein auf die Einlage mit der Dichtungsmuffe wirkendes Druckgas eingeleitet wird.

Bei einem solchen Vorgehen wird ein zuverlässiger Kontakt zwischen der Stromabführung und dem Metalldeckel ohne Schweißen oder Löten erhalten, die Gefahr eines Ausfließens von Alkali aus dem Gehäuse längs der Stromabführung der negativen Elektrode ist beseitigt und die Möglichkeit der Gasableuung aus dem Gehäuse bei einer Erhöhung des Innendrucks Ober einen vorgegebenen zulässigen Wert bleibt erhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausffihningsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schnittbildliche Darstellung eines galvanischen Elements;

F i g. 2 eine Ausfuhrungsabwandlung der Stromabführung der negativen Elektrode.

Das galvanische Element hat ein Gehäuse 1, in dem eine Einlage 2 und koaxial zueinander eine positive Elektrode 3 und eine negative Elektrode 4, die durch einen ionenleitenden Separator 5 getrennt sind, untergebracht sind. In der Mitte der negativen Elektrode 4 ist eine Stromabführung 6 angeordnet. Das Gehäuse 1 ist durch einen mit der Stromabführung 6 der negativen Elektrode 4 kontaktierenden Metalldeckel 7 abgeschlossen, der mit öffnungen 8 versehen ist, welche durch eine Kunststoffeinlage 9 überdeckt sind. Die Kunststoffeinlage 9 hat eine Dichtungsmuffe 10, die an dem dem Metalideckel 7 zugewandten Ende der

Stromabführung 6 anliegt.

Die Stromabführung 6 hat an diesem Ende eine abgeschrägte Nut 11, auf deren Abschrägung die innere Seite der Dichtungsmuffe 10 aufliegt, deren Material in die Nut hineingreift Die Nut 11 muß nicht notwendigerweise umlaufend ausgebildet sein, sondern kann auch gemäß Fig.2 aus aber dem Umfang der Stromabführung 6 verteilten schrägen Einschnitten 13 bestehen.
Beim Zusammenbau des galvanischen Elemente wird i in dessen Gehäuse 1 die positive Elektrode 3, die Einlage 2 und die negative Elektrode 4 mit dem ionenleitenden, aus einem vorher eingedickten Elektrolyten hergestellten Separator 5 untergebracht In der Mitte der negativen Elektrode 4 wird die Stromabführung 6

ι > angeordnet und auf die Innenkante des Hohlraumes des GeMuses 1 eine Dichtungsmasse aufgebracht

Danach wird in das Gehäuse 1 die Kunststoffeinlage 9 mit dem Metalldeckel 7 eingesetzt, welche Teile vorher zu einer Baueinheit zusammengefügt wurden. Dabei

j» tritt das mit der abgeschrägten Nut 11 versehene Ende der Stromabführung 6 in den vorher mit einer Dichtungsmasse versehenen Zentralkanal der Dichtungsmuffe 10 ein. Der Rand des Metalldeckels 7 ist zur Verankerung in der Kunststoffeinlage 9 kegelstumpfför-

.»". mig abgebogen.

Danach wird das galvanische Element durch Einwalzen des Endes des Gehäuses 1 hermetisch abgeschlossen, wobei die Kunststoffeinlage 9 etwas gedrückt und sicher festgehalten wird.

i" Schließlich wird die Dichtungsmuffe 10 auf der Stromabführung 6 vom Metalldeckel zum Innern des galvanischen Elements hin verschoben, wozu durch die öffnungen 8 im Metalldeckel 7 ein Druckgas oder eine Druckflüssigkeit eingeleitet wird, welches die Kunst-

j> stoff einlage beaufschlagt.

Um die Notwendigkeit einer Orientierung der Stromabführung 6 bei der Montage des galvanischen Elements zu vermeiden, kann eine abgeschrägte Nut 11 an den beiden Enden der Stromabführung 6 ausgeführt

»ι sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Galvanisches Element, das in einem Gehäuse koaxial angeordnete, durch einen ionenleitenden Separator getrennte positive und negative Elektroden und einen mit der Stromabführung der negativen Elektrode kontaktierenden Metalldeckel enthält, welcher öffnungen aufweist, die durch eine mit einer Dichtungsmuffe versehene Kunststoffeinlage verdeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Stromabführung (6) der negativen Elektrode (4) eine abgeschrägte Nut (11) ausgeführt ist, auf deren Abschrägung die innere Seite der Dichtungsmuffe (10) aufliegt, deren Material in die Nut (11) hineingreift

2. Verfahren zur Herstellung des galvanischen Elementes nach Anspruch 1 in der Weise, daS in das Gehäuse koaxial und unter Trennung durch einen ionenleitenden Separator eine positive Elektrode und eine negative Elektrode sowie eine Stromabführung der negativen Elektrode eingebaut werden und danach ein mit der Stromabführung der negativen Elektrode kontaktierender, mit der Kunststoffeinlage verbundener Metalldeckel aufgesetzt wird, der öffnungen aufweist, die durch das Kunststoffmaterial der Einlage mit einer Dichtungsmuffe überdeckt sind, wonach die hermetische Abdichtung des elektrochemischen Elements mittels Zusammendrückung der Einlage zwischen dem Metalldeckel und dem Gehäuse und mittels Einwalzung der Kante des Gehäuses erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in eine öffnung der Dichtungsmuffe (10) vor deren Anordnung an der Stromabführung (6) der negativen Elektrode (4) eine Dichtungsmasse eingeführt und nach der Einwalzung der Kante des Gehäuses (1) die Dichtungsmuffe (10) auf der Stromabführung (6) der negativen Elektrode (4) in Richtung vom Metalldeckel (7) zum Inneren des elektrochemischen Elements hin dadurch verschoben wird, daß durch die öffnungen (8) im Metalldeckel (7) ein auf die Einlage (9) mit der Dichtungsmuffe (10) wirkendes Druckgas eingeleitet wird.