DE2610994A1

DE2610994A1 - Flache alkalische zelle

Info

Publication number: DE2610994A1
Application number: DE19762610994
Authority: DE
Inventors: Theodore Robert Beatty; Harry Vourlis
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Edgewell Personal Care Brands LLC
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1976-09-23
Also published as: AU1205676A; CH612040A5; AU508984B1; JPS51116946A; CA1052859A; DE2610994B2; IT1058007B; DE2610994C3; BE839630R; GB1534799A; MX143169A; JPS5636778B2; FR2305033B2; FR2305033A2

Description

HELMUT GÖRTl

Schneckenhofstr. 27-

15.März 1976 UNION CARBIDE CORPORATION Gzy/goe

Flache alkalische Zelle

Die Erfindung betrifft flache alkalische Zellen, insbesondere solche flachen alkalischen Zellen, wobei die aktiven Elemente eingeschlossen sind in einer abgedichteten, für Flüssigkeiten undurchlässigen Umhüllung aus einem Film eines Kunststoffes, und wobei die Umhüllung einen positiven und einen negativen Stromanschluß und einen dritten Anschluß für eine Hilfselektrode aufweist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat die Zelle einen dritten Anschluß für eine zur Feststellung von Sauerstoff oder Wasserstoff dienende Elektrode oder für eine Spannungs-Vergleichselektrode»

In der deutschen Patentanmeldung P 25 14 124.6-45 ist eine flache alkalische Zelle beschrieben. Diese enthält"wenigstens zwei flache Elektroden entgegengesetzter Polarität mit einem porösen, einem alkalischen Elektrolyten enthaltenden Scheider zwischen ihnen. Die Elektroden sind in der Form eines üblichen Elektrodenstapels angeordnet.

Die Erfindung betrifft flache, einen elektrischen Strom erzeugende Zelle mit einem alkalischen Elektrolyten, insbesondere solche

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Zellen dieser Art, bei welchen die Bestandteile in einer dicht verschlossenen Umhüllung aus einem für Flüssigkeiten undurchlässigen Film aus Kunststoff untergebracht sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Zellen.

Das Elektroden-Aggregat ist eingeschlossen in einer dichten, für Flüssigkeiten undurchlässigen Umhüllung aus einem Film eines Kunststoffes mit einer Anschlußverbindung in einer Wandung der Umhüllung zu dem einen Ende des Elektroden-Aggregates. Diese Anschlußverbindung enthält einen inneren und einen äußeren Stromabnehmer, welche der inneren bzw. der äußeren Seite der Wandung der Umhüllung anliegt und eine Öffnung in dieser Wandung überliegt. Der innere Stromabnehmer liegt dem einen Ende des Elektroden-Aggregates an und steht in elektrischer Verbindung mit einer der Elektroden. Eine dünne Schicht eines klebenden Dichtungsmittels befindet sich zwischen dem inneren Stromabnehmer nnd der inneren Oberfläche der Wandung der Umhüllung, und eine zweite dünne Schicht des klebenden Dichtungsmittels befindet sich zwischen dem äußeren Stromabnehmer und der äußeren Oberfläche der Wandung. Beide Schichten des klebenden Dichtungsmittels überziehen den größten Teil der Oberfläche beider Stromabnehmer, mit Ausnahme eines kleinen Gebietes, das mit der Öffnung in der Wandung fluchtet. Geeignete Mittel sind vorgesehen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem inneren und dem äußeren Stromabnehmer durch die Öffnung hindurch, z.B. durch eine Punktschweißung.

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Es ist bekannt, daß alkalische Elektrolyten die meisten Oberflächen aus Metall und Kunststoffen leicht benetzen, und daß sie. durch Dichtungen hindurchkriechen, die üblicherweise in stromerzeugenden elektrochemischen Zellen verwendet werden. Nach der erwähnten deutschen Patentanmeldung wird diese Schwierigkeit durch die Verwendung eines von dem alkalischen Elektrolyten nicht benetzbaren klebenden Dichtungsmittels wirksam überwunden. Die dünne Schicht des klebenden Dichtungsmittels, welche die Stromabnehmder dicht mit der Wandung der Umhüllung verbindet, widersteht dem Hindurchkriechen des Elektrolyten entlang den abgedichteten Oberflächen und durch die öffnung in der Wandung. Als klebendes Dichtungsmittel wird vorzugsweise ein Fett-Polyamid verwendet, obwohl -uch andere klebende Dichtungsmittel gebraucht werden können, die nicht leicht von dem alkalischen Elektrolyten benetzt werden können.

Ein weiterer Vorteil der bekannten flachen Zellen besteht darin, daß der Elektrolyt zum Aussickern entlang eines ausgedehnten Pfades kriechen muß. Dieser ausgedehnte Pfad verläuft an den abgedichteten Zwischenflächen zwischen den Stromabnehmern und der Oberfläche der Wandung der abgedichteten Umhüllung, d.h. der Elektrolyt kriecht über den geringsten Abstand von der öffnung über die.ganze Breite oder Länge des Stromabnehmers.

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In einer typischen flachen Zelle gemäß der erwähnten Patentanmeldung besteht die Umhüllung vorzugsweise aus zwei Wandungen eines Filmes aus einem Kunststoff, die so angeordnet sind, daß jede Wandung ein Ende des Elektroden-Aggregates überliegt» Beide Wandungen sind an ihren Kanten dicht miteinander verbunden, z.B. durch Verschweißen. Eine positive Anschlußverbindung ist anschließend an das eine Ende des Elektroden-Aggregates in einer der Wandungen vorgesehen. Eine negative Anschlußverbindung ist anliegend an das andere Ende des Elektroden-Aggregates in der anderen Wandung vorgesehen. Beide elektrischen Anschlußverbindungen sind so ausgeführt, wie es oben beschrieben ist unter Verwendung eines inneren und eines äußeren Stromabnehmers, die durch eine dünne Schicht eines klebenden Dichtungsmittels fest verbunden sind mit den Wandungen der Umhüllung.

Die Anschlußleitungen sind so angeordnet, daß mehrere flache Zellen zusammengestapelt werden können. Die positive Anschlußleitung der einen Zelle steht hierbei in elektrischer Berührung mit der negativen Anschlußleitung der benachbarten Zelle, und zwar mittels einer Drahtleitung oder dergleichen, die durch ihre Befestigung eine in Serie verbundene Batterie schafft. Flache Zellen können hierbei durch die Anordnung ihrer Anschlußleitungen auch parallel oder in Serie und parallel verbunden werden.

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Es ist schon vorgeschlagen worden, in stromerzeugenden elektrochemischen Zellen sogenannte Hilfselektroden zu verwenden. Diese Hilfselektroden werden verwendet in Verbindung mit den eigentlichen, d.h. der positiven und der negativen Elektrode, um beim Betrieb der Zellen gewisse wertvolle Punktionen auszuüben. Solche Hilfselektroden sind verwendet worden beispielsweise in wiederaufladbaren Zellen, um die Gegenwart überschüssiger Mengen von entweder Sauerstoff oder Wasserstoff in Gasform festzustellen, die bei bestimmten Verbindungen, z.B. beim überladen, entstehen können.

Die US-PS 3,^62,303 beschreibt eine abgedichtete, wiederaufladbare Zelle, in welcher eine Hilfselektrode in Berührung steht mit einem Gasraum und einem flüssigen Elektrolyten. Die Hilfselektrode bildet mit der negativen Elektrode der Zelle einen Spannungsunterschied. Die Höhe dieses SpannungsUnterschiedes ist abhängig von dem Partialdruck des Sauerstoffs· in dem Gasraum der abgedichteten Zelle. Wenn die Zelle überladen wird, so steigt der Partialdruck des Sauerstoffs in dem Gasraum, der Unterschied in den Spannungen ändert sich und'dieser Unterschied wird verwendet für die Tätigkeit ,einer Regelvorrichtung, durch welche der Aufladungsstrom abgeschaltet wird und dadurch das Entstehen eines zu großen Gasdruckes innerhalb der Zelle verhindert wird.

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Grundsätzlich gleiche Hilfselektroden können verwendet werden in wiederaufladbaren Zellen der oberybeschriebenen Art, die Gegenwart von gasförmigem Wasserstoff in der Zelle festzustellen. In diesem Falle besteht ein Spannungsunterschied zwischen der Hilfselektrode und der positiven Elektrode. Dieser Wert hängt ab von dem Partialdruck des Wasserstoffs in dem Gasraum unter Bedingungen, bei welchen während des Betriebes der Zelle gasförmiger Wasserstoff entstehen kann.

Hilfselektroden können auch eingebaut sein in stromerzeugenden Zellen als Anzeiger für die Spannung. Es ist z.B. möglich, die positive oder die negative Elektrode einer wiederaufladbaren Nickel-Cadmium-Zelle elektrochemisch zu verbinden mit einer Hilfselektrode, und hierbei das Verhalten jeder Elektrode beim Entladen unabhängig von dem Verhalten der anderen Elektrode zu prüfen. Hilfselektroden bei diesen Anwendungen sind wertvoll für den Forscher, da er hierbei seine Prüfungen ohne Auseinandernehmen der Zelle durchführen kann.

In abgedichteten, stromerzeugenden, elektrochemischen Zellen muß natürlich eine äußere elektrische Verbindung mit der Hilfselektrode bestehen. Hierfür wird in der Regel eine besondere oder dritte Anschlußleitung in der abgedichteten Zelle vorgesehen, zusätzlich zu der positiven und der negativen Anschlußleitung.

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Die dritte Anschlußleitung ist grundsätzlich von der gleichen Bauart, unabhängig davon, ob die Hilfselektrode verwendet wird zur Peststellung von Sauerstoff oder Wasserstoff oder als Vergleichselektrode für die Spannung.

Die wesentliche Aufgabe der Erfindung ist eine flache alkalische Zelle der oben beschriebenen Art, die eine positive und eine negatove Anschlußverbindung in den Wandungen der Umhüllung und eine dritte Anschlußverbindung für eine Hilfselektrode aufweist.

Die Erfindung betrifft eine flache alkalische Zelle mit wenigstens zwei flachen Elektroden entgegengesetzter Polarität und mit einem porösen, den alkalischen Elektrolyten enthaltenden Scheider zwischen ihnen in der Form eines üblichen Elektrodenstapels. Das Elektrodenaggregat ist umschlossen von einer dichten Umhüllung mus einem für Flüssigkeiten undurchlässigen Film eines Kunststoffes, vorzugsweise eines elektrisch nicht leitenden Kunststoffes. Die Umhüllung ist gebildet mit einer ersten und einer zweiten Wandung, von denen die eine dem einen Ende des Elektroden-Aggregates und die andere dem anderen Ende des Elektroden-Aggregates anliegt.

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Die erste Wandung weist wenigstens eine öffnung auf, und die zweite Wandung weist wenigstens zwei, im Abstand voneinander befindliche öffnungen auf. Ein erster innerer und ein erster äußerer Stromabnehmer liegen der inneren bzw. der äußeren Seite der ersten Wandung an und überliegen die öffnung. Der erste innere Stromabnehmer liegt auch dem einen Ende des Elektroden-Aggregates an und steht in elektrischer Verbindung mit einer der Elektroden. Ein zweiter innerer und ein zweiter äußerer Stromabnehmer liegen der Inneren bzw. der äußeren Oberfläche der zweiten Wandung an und überliegen eine der öffnungen. Der zweite innere Stromabnehmer liegt auch dem anderen Ende des .Elektroden-Aggregates an und steht in elektrischer Verbindung mit der anderen Elektrode. Der dritte innere und der dritte äußere Stromabnehmer liegen der inneren bzw. der äußeren Seite der zweiten Wandung an und überliegen die zweite öffnung. Der dritte Innere Stromabnehmer liegt ebenfalls dem anderen Ende des Elektroden-Aggregates an und steht in elektrischer Verbindung mit einer Hilfselektrode.. Eine dünne Schicht eines klebenden, von dem alkalischen Elektrolyten nicht benetzbare Dichtungsmittels, vorzugsweise-^:.aus einem Fett-Polyamid, befindet sich zwischen dem ersten inneren Stromabnehmer und der inneren Oberfläche der ersten Wandung. Eine andere dünne Schicht des klebenden Dichtungsmittels befindet sich zwischen dem ersten

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äußeren Stromabnehmer und der äußeren Oberfläche der ersten Wandnng. Entsprechend befindet sich eine dünne Schicht des klebenden 'Dichtungsmittels zwischen dem zweiten bzw. dem dritten inneren Stromabnehmer und der inneren Oberfläche der zweiten Wandung. Eine weitere Schicht des klebenden Dichtungsmittels befindet sich zwischen dem zweiten bzw. dem dritten äußeren Stromabnehmer und der äußeren Oberfläche der zweiten Wandung. Alle Schichten des klebenden Dichtungsmittels überziehen vorzugsweise die gesamte Oberfläche der inneren und der äußeren Stromabnahmer, mit Ausnahme von kleinen Gebieten, die mit den Öffnungen in der ersten und der zweiten Wandung fluchten. Durch geeignete Maßnahmen, z.B. durch Punktschweißung, ist eine elektrische Verbindung zwischen .dem jeweiligen inneren und äußeren Stromabnehmer durch die Öffnungen in der ersten und zweiten Wandung hergestellt.

In der erfindungsgemäßen Zelle sind die erste, die zweite und die dritte Anschlußverbindung abgedichtet gegen das Hindurchsickern des alkalischen Elektrolyten aus der Zelle. Die dünnen Schichten des klebenden Dichtungsmittels verbinden die inneren und die äußeren Stromabnahmer fest mit der ersten und der zweiten Wandung und dichten die Berührungsflächen zwischen den Stromabnahmern und den beiden Seiten der Wandung ab. Erfindungsgemäß erstreckt sich also der Pfad für das Durchsickern über die gesamte Breite oder Länge jedes inneren und äußeren . Stromabnehmers.

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BeI den erfindungsgemäßen Zellen können die elektrischen Verbindungen zwischen dem ersten bzw. zweiten inneren Stromabnahmer und den Elektroden entgegengesetzter Polarität so angeordnet sein, daß die erste oder die zweite Anschlußverbindung den positiven Anschluß bildet, während die andere Anschlußverbindung den negativen Anschluß der Zelle bildet.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung besteht die Umhüllung aus zwei Teilen, einem becherförmigen Behälter aus einem Kunststoff, in welchem das Elektroden-Aggregat untergebracht ist, und einem Deckel aus Kunststoff, Der becherförmige Behälter und der Deckel sind entlang ihren Kanten dicht miteinander verbunden, z»B. durch Verschweißen. Der Deckel und der Boden des Behälters enthalten abgedichtete Anschlußverbindungen, d.h. eine positive und eine negative Anschlußverbindung, und eine dritte Anschlußverbindung für die Hilfselektrode ist entweder in dem Deckel oder am Boden des Behälters vorgesehen. Alle diese Anschlußverbindungen mit ihren inneren und äußeren Stromabnehmern sind wie beschrieben, ausgeführt.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zunächst der becherförmige Behälter, der Deckel und die Stromabnehmer hergestellt und zusammengebaut. Die inneren und die äußeren Stromabnehmer für die erste, die zweite, und die dritte Anschlußverbin-

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dung werden dicht verbunden mit den inneren bzw. den äußeren Seiten des Bodens des Behälters und des Deckels, unter Verwendung dünner Schichten des klebenden Dichtungsmittels. Das Elektroden-Aggregat wird dann in den mit Anschlußverbindungen versehenen becherförmigen Behälter eingebracht, wobei alle inneren Verbindungen der Elektrode an einem Ende des Elektroden-Aggregates hergestellt werden. Dann wird der Deckel mit den Stromabnehmern und mit allen inneren Verbindungen zu den Elektroden auf das entgegengesetzte Ende des Elektroden-Aggregates aufgebracht. Die Kanten des Behälters und des Deckels werden dann dicht miteinander verbunden, z.B. durch Verschweißen. Diese Art des Zusammenbaues von flachen Zellen * st in der erwähnten deutschen Patentanmeldung im einzelnen beschrieben.

Obowhl die Erfindung bei flachen alkalischen Zellen im allgemeinen in weitem Umfange anwendbar ist, wird sie nachstehend tmter Bezugnahme auf wiederaufladbare Nickel-Cadmium-Zellen beschrieben. Erfindungsgemäße Zellen können aber auch andere Elektrodensysteme verwenden, z.B. Zink/Mangandioxyd, wie Fachleute es gut wissen.

Die Zeichnungen erläutern einige Ausführungsformen der Erfindung.

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Es zeigen:

Pig. 1 im Schnitt eine erfindungsgemäfie flache alkalische Zelle;

Fig. 2 perspektivisch den becherförmigen Behälter für eine Zelle nach Fig. Ij

Fig. 3 perspektivisch die Unterseite des Deckels für die Zelle nach Fig. 1;

Fig. h einen Schnitt durch den Deckel nach Fig. 3 entlang der Linie k-H; _ '

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen flachen Zelle;

Fig. 6 perspektivisch den becherförmigen Behälter einer Zelle nach Fig. 5J

Fig. 7 im Schnitt den Behälter nach Fig. 6 entlang der Linie 7-7.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße wiederaufladbare, flache Nickel-Cadmium-Zelle. Die Zelle enthält zwei flache, dünne, positive Elektrodenplatten 10 und 11 und zwei flache,dünne, negative Elektrodenplatten 12 und 13 mit einem zwischen ihnen angeordneten porösen Scheider 14, welcher den alkalischen

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Elektrolyten enthält. Die Elektrodenplatten 10 bis 13 und der Scheider lh sind in üblicher Weise aufeinandergestapelt. Die positiven und die negativen Elektrodenplatten 10 bis 13 sind abwechselnd angeordnet, wobei die positive Elektrodenplatte 10 an dem einen Ende des Elektroden-Aggregates angeordnet ist, die negative Elektrodenplatte 12 liegt zwischen den beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11 und wobei die negative Elektrodenplatte 13 sich an dem anderen Ende des Elektroden-Aggregates befindet. Der poröse Scheider 14, welcher mit dem alkalischen Elektrolyten getränkt ist, befindet sich zwischen den Elektrodenplatten entgegengesetzter Polarität-und in Berührung mit ihnen, d.h. zwischen der positiven Elektrodenplatte 10 und der negativen Elektrodenplatte 12, und zwischen der positiven Elektrodenplatte 11 und jeder der negativen Elektrodenplatten 12 und 13. Vorzugsweise besteht der poröse Scheider lh aus einem zusammenhängenden Streifen, der um die negative Elektrodenplatte 12 herumgewunden ist und sich dann zwischen der positiven Nlektrodenplatte 11 und der negativen Elektrodenplatte 13 befindet. Alle Elektrodenplatten 10 bis 13 sind rechtwinklig und haben praktisch die gleichen Abmessungen, so daß die Elektrodenplatten fluchtend übereinandergestapelt werden können.

Die positiven Elektrodenplatten 10 und 11 enthalten ein elektrochemisch oxydierbares aktives Material, wie Nickelhydroxyd, während die negativen Elektrodenplatten 12 und 13 ein elektrochemisch

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reduzierbares, aktives Material, wie Cadmiumoxyd oder Cadmiumhydroxyd -enthalten. Entsprechend der üblichen Praxis enthalten die negativen Elektrodenplatten 12 und 13 zusätzliches aktives Material, um beim überladen die schädliche Entstehung von gasförmigem Wasserstoff zu verhindern. Entsprechend können die positiven Ekktrodenplatten 10 und 11 negatives, aktives Material als antipola« re Masse enthalten, um beim übermäßigen Entladen der Zelle die schädliche Bildung von gasförmigem Wasserstoff zu verzögern. Die positiven Elektrodenplatten 10 und 11 und die negativen Elektrodenplatten 12 und 13 können gesinterte Metallplatten aus beispielsweise zusammengesintertem, pulverförmigem Metall, wie Nickel, sein. Diese gesinterten Platten befinden sich auf den beiden Seiten eines offenen porösen Trägers, z.B. eines Gitters aus Nickel, der als mechanischer Träger dient. Die gesinterte Metallplatte ist in bekannter Art mit einem elektrochemisch aktiven Material imprägniert. Der Scheider Ik, welcher den alkalischen Elektrolyten enthält, kann aus einem üblichen Material bestehen. z.B. aus einer nichtgewebten Matte von organischen Pasern. Diese Matte besteht vorzugsweise aus Nylonfasern, die unter dem Handelsnamen "Pellon"·erhältlich sind. Der alkalische Elektrolyt In der Zelle kann aus einer 30^-lgen Lösung von Kaliumhydroxyd bestehen.

Eine Hilfselektrode 15 liegt an dem einen Ende des Elektrodenstapels der positiven Elektrodenplatte 10 an. Die Hilfselektrode

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15 .1st weniger als halb so groß wie die positiven und die negativen Elektrodenplatten 10 bis 13 und befindet sich vorzugsweise oben auf einer Hälfte der positiven Elektrodeenplatte 10, nach der Fig. 1 auf der linken Hälfte. Ein besonderer poröser Scheider

16 aus beispielsweise Pellon, der mit dem alkalischen Elektrolyten getränkt ist, befindet sich zwischen der positiven Elektrodenplatte 10 nnd der Hilfselektrode 15 und steht in Berührung mit ihnen. Die Hilfselektrode 15 dient zur Peststellung von Sauerstoff. Sie befindet sich vorzugsweise anliegend an die positive Elektrodenplatte 10, um wirksamer den Beginn der Entwicklung von. Sauerstoff an dieser Elektrode während des Aufladens der Zelle festzustellen. Die Elektrode 15 zur Feststellung des Sauerstoffs kann beispielsweise aus Nickel bestehen, vorzugsweise aus einer oben beschriebenen Platte aus zusammengesintertem Nickel.

Das Elektroden-Aggregat mit der Hilfselektrode 15 ist eingeschlossen innerhalb eines flachen rechtwinkligen, becherförmigen Behälters 17. Der becherförmige Behälter 17 ist vorzugsweise durch Ziehen im Vakuum hergestellt aus einer Folie eines für Flüssigkeiten undurchlässigen, elektrisch nichtleitenden Kunststoffes, z.B. aus Polypropylen. Der becherförmige Behälter 17 hat eine Öffnung 18 in der Mitte seiner Bodenwandungen 19·

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Eine erste Anschlußverbindung ist vorgesehen in der Bodenwandung

19 des becherförmigen Behälters 17. Diese Anschlußverbindung enthält einen ersten inneren und einen ersten äußeren Stromabnehmer

20 und 21, welche flache, dünne Platten oder Folien aus Metall sein können, z.B. Nickel-Folien. Der innere Stromabnehmer 20 und der äußere Stromabnehmer 21 liegen der Innenseite bzw. der Außenseite der Bodenwandung 19 des becherförmigen Behälters 17 an und überliegen die öffnung 18. Die Stromabnehmer 20 und 21 sind dicht verbunden mit der inneren bzw. der äußeren Seite der Bodenwandung 19 mittels -dünner Schichten 22 und 23 eines klebenden Dichtungsmittels, das chemisch beständig ist gegenüber dem alkalischen Elektrolyten und von diesem nicht benetzt wird. Vorzugsweise überziehen die Schichten 22 und 23 des klebenden Dichtungsmittels den größten Teil der gesamten Oberfläche der Stromabnehmer 20 und 21 und dichten die Berührungsflächen zwischen den Stromabnehmern und der Bodenwandung 19 ab. Die Stromabnehmer 20 und 21 sind elektrisch miteinander verbunden durch die öffnung 18, z.B. durch die Punktschweißung 2k oder eine Lötung. Die Stromabnehmer 20 und 21 können miteinander elektrisch verbunden sein auch durch andere Mittel, z.B. durch ein elektrisch leitendes Bindemittel. Der becherförmige Behälter 17 und die beiden Stromabnehmer 20 und 21 werden vorzugsweise so zusammengebaut, wie es oben beschrieben ist und sind nach dem Zusammenbau in der Fig. 2 dargestellt.

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Ein rechtwinkliger Deckel 25, Vorzugsweise aus dem gleichen, gegen Flüssigkeiten undurchlässigen, elektrisch nichtleitenden •Kunststoff, ist für den becherförmigen Behälter 17 vorgesehen. Der Deckel 25 hat in einem Abstand voneinander zwei öffnungen 26 und 27, jede etwa in der Mitte jeder Hälfte des Deckels 25.

In dem Deckel 25 sind die zweite und die dritte Anschlußverbindung vorgesehen. Diese beiden Anschlußverbindungen sind in grundsätzlich der gleichen Art zusammengebaut, wie es bei der ersten Anschlußverbindung oben beschrieben ist.

Die zweite und die dritte Anschlußverbindung enthalten den zweiten inneren Stromabnehmer 28 und den zweiten äußeren Stromabnehmer 29 bzw. den dritten inneren Stromabnehmer 30 und den dritten äußeren Stromabnehmer 31, die ebenfalls aus dünnan Platten oder Folien von Metall, z.B. aus einer Nickel-Folie, bestehen können. Die inneren Stromabnehmer 28 und 30 jeder der beiden Anschlußverbindungen liegen der Innenseite des Deckels 25 an und-die äußeren Stromabnehmer 29 und 31 liegen der Außenseite des Deckels 25 an, und . überliegen die öffnungen 26 und 27. Die Stromabnehmer sind kleiner als jede der Hälften des Deckels 25, so daß die inneren Stromabnehmer 28 und 29 und die äußeren Stromabnehmer 30 und 31 sich im Abstand voneinander und von der Mitte des Deckels 25 befinden. Der zweite innere Stromabnehmer 28 und der zweite äußere Stromabnehmer 29 sind fest verbunden mit der inneren bzw. äußeren Seite des

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Deckels 25 durch dünne Schichten 32 und 33 eines nicht benetzbaren klebenden Dichtungsmittels, und sind elektrisch miteinander verbunden durch die öffnung 26 hindurch mit der Punktschweißung 3^. Entsprechend sind der dritte innere Stromabnehmer 30 und der dritte äußere Stromabnehmer 31 dicht verbunden mit der inneren bzw. der äußeren Seite des Deckels 25 durch dünne Schichten 35 und 3b des gleichen klebenden Dichtungsmittels, und sind elektrisch miteinander verbunden durch die Öffnung 27 hindurch durch die Punktschweißung 37· Die Schichten des klebenden Dichtungsmittels überziehen den größten Teil der Oberfläche der inneren und der äußeren Stromabnehmer 28 bis 31 und verbinden die Berührungsflächen der Stromabnehmer und des Deckels 25« Der Deckel 25 und die Stromabnehmer 28 bis 31 sind in der Art zusammengebaut, wie die Fig. 3 es zeigt.

Die beiden negativen Elektrodenplatten 12 und 13 sind elektrisch miteinander verbunden durch einen dünnen metallischen Vorsprung 3 , welcher an einem Ende, z.B. durch Anschnreißen, befestigt ist an den entsprechenden Kanten der beiden negativen Elektrodenplatten 12 und 13. An seinem anderen Ende befindet sich der Vorsprung 38 zwischen und in Berührung mit der negativen Elektrodenplatte 13 und dem inneren Stromabnehmer 20 zur Herstellung der ersten Anschlußverbindung an einem Ende des Elektroden-Aggregates. Entsprechend sind die beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11

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elektrisch miteinander verbunden durch den dünnen metallischen Vorsprung 39, der an einem Ende mit den Kanten der beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11 befestigt ist. An seinem anderen Ende befindet sich der Vorsprung 39 zwischen dem Scheider l6, der über der positiven Elektrodenplatte 10 liegt, und dem inneren Stromabnehmer 28 für die zweite Anschlußverbindung am anderen Ende des Elektroden-Aggregates. Die Vorsprünge 38 und 39 sind z.B. durch Anschweißen an den Stromabnehmern 20 bzw. 28 während des Zusammenbaues der Zelle befestigt, wie später im einzelnen beschrieben wird.

Der becherförmige Behälter 17 und der Deckel 25 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen, für Flüssigkeiten undurchlässigen, elektrisch nichtleitenden Kunststoff. Die Kanten 40 bzw. kl sind durch Verschweißen dicht miteinander verbunden, wodurch eine gegen das Durchsickern dichte Naht 42 entstanden ist.

Die Art, wie die Zelle zusammengebaut wird, soll jetzt genauer beschrieben werden. Zunächst wird der becherförmige Behälter 17 mit dem ersten inneren Stromabnehmer 20 und dem ersten äußeren Stromabnehmer 21 verbunden, wobei die innere bzw. die äußere Seite des Behälterbodens 19 durch dünne· Schichten 22 und 23 des klebenden Dichtungsmittels mit den Stromabnehmern verbunden werden. Entsprechend bringt man an dem Deckel 25 die Stromabnehmer 28 bis 31^v

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mittels der dünnen Schichten 32, 33, 35 und 36 des klebenden Dichtungsmittels an. Der Vorsprung 38 wird z.B. durch Schweißen an den entsprechenden Außenkanten der beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11 befestigt. Ein zusammenhängender Streifen 14 des Scheiders mit etwa der dreifachen Länge einer Elektrodenplatte wird ganz um die negative Elektrodenplatte 12 gewunden, deren eines Ende befestigt ist an demjenigen Teil des Scheiders 14, welcher die Außenkante der negativen Elektrodenplatte 12 über-

läppt, z.B. durch Verschweißen, wie die Fig. 1 es bei 43 zeigt. Der Vorsprung 38 führt z.B. durch einen Schlitz 44 durch den Streifen 14 hindurch. Der freie Teil 14a des Streifens 14, der über die Dichtung 43 hinausragt, wird zwischen die beiden negativen Elektrodenplatten 12 und 13 gebracht. Dann wird der Vorsprung 38 z.B. durch Anschweißen mit dem ersten inneren Stromabnehmer 20 am Boden des becherförmigen Behälters befestigt, während in entsprechender Weise der Vorsprung 39 z.B.. durch Anschweißen mit dem zweiten inneren Stromabnehmer 28 an den Deckel 25 befestigt wird. Dann bringt man die beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11 * zwischen die beiden negativen Elektrodenplatten 12 und 13, wobei die vom Streifen 14 umhüllte negative Elektrodenplatte 12 zwischen die beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11 gebracht wird. Anschließend befestigt nan, z.B. durch Anschweißen, die Hilfselektrode 15 an dem dritten inneren Stromabnehmer 30. Nach diesem Zusammenbau der Bestandteile der Zelle bringt man den Deckel 25 ·

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auf das offene Ende des becherförmigen Behälters 17. Zum Fertigbau der Zelle werden die Außenkanten 40 und ^Ι,ζ.Β. durch Verv schweißen, fest miteinander verbunden.

Aus dieser Beschreibung geht klar hervor, daß der erste innere Stromabnehmer 20 und der erste äußere Stromabnehmer 21 die negative Anschlußverbindung bilden und daß der zweite innere Stromabnehmer 28 und der zweite äußere Stromabnehmer 29 die positive Anschlußverbindung der flachen Zelle bilden. Der dritte innere Stromabnehmer 30 und der dritte äußere Stromabnehmer 31 bilden eine dritte Anschlußverbindung für die zur Peststellung des Sauerstoffs dienende Hilfselektrode 15.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen oder ähnliche Teile der oben beschriebenen flachen Zelle. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die dritte Anschlußverbindung in der Bodenwandung 19 des becherförmigen Behälters 17 anstatt in dem Deckel 25·

Bei dieser Ausführungsform sind die flachen dünnen positiven Elektrodenplatten 10 und 11 und die flachen dünnen negativen Elektrodenplatten 12 und 13 ebenfalls abwechselnd angeordnet, wobei sich die positive Elektrodenplatte 10 an einem Ende des Elektroden-Aggregates befindet, die negative Elektrodenplatte 12 zwi-

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sehen den beiden Elektrodenplatten 10 und 11 und die negative Elektrodenplatte 13 am anderen Ende des Elektroden-Aggregates. . Der gleiche poröse strelfenförmige Scheider 14, der getränkt ist mit dem alkalischen Elektrolyten, befindet sich zwischen den positiven und negativen Elektrodenplatten 10 bis 13.

Eine Hilfselektrode 45 liegt der negativen Elektrodenplatte 13 an einem Ende des Elektroden-Aggregates an. Auch hierbei ist die Hilfselektrode 45 weniger als halb so groß wie die positiven und negativen Elektrodenplatten 10 bis 13 und ist vorzugsweise über dem Boden einer Hälfte der negativen Elektrode 13 angebracht, nach Fig. 5 über der rechten Hälfte. Ein besonderer poröser Scheider 46 aus z.B. Pellon, der mit dem alkalischen Elektrolyten getränkt ist, befindet sich .zwischen der negativen Elektrodenplatte 13 und.der Hilfselektrode 45 und steht in Berührung mit ihnen.

Beim vorliegenden Beispiel kann die Hilfselektrode 45 eine solche sein, die Wasserstoff feststellt. Die Hilfselektrode 45 liegt vorzugsweise der negativen Elektrodenplatte 13 an, um wirksamer gasförmigen Wasserstoff festzustellen, welcher an dieser Elektrode während einer weitgehenden Entladung der Zelle entwickelt werden kann. Die Viasserstoff feststellende Elektrode 45 kann eine poröse Klappe aus zusammengesintertem Nickel sein, die imprägniert ist mit einem geeigneten Katalysator für Wasserstoff, wie

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einem Metall der Platin-Gruppe, z.B. Platin, Palladium oder Rhodium.

Eine erste Anschlußverbindung ist in dem Deckel 25 vorgesehen. Sie enthält den inneren Stromabnahmer 47 und den äußeren Stromabnehmer 48, die aus flachen, dünnen Platten oder Folien von Metall, z.B. aus einer Nickel-Folie bestehen können. Der innere Stromabnehmer 47 und der äußere Stromabnehmer 48 liegen der inneren Seite bzw. der äußeren Seite des Deckels 25 an und über— liegen die Öffnung 49 in der Mitte des Deckels 25. Die Stromabnehmer 47 und 48 sind dicht verbunden mit der Innenseite und der Außenseite des Deckels 25 durch dünne Schichten 50 und 51 des nicht benetzbaren klebenden Dichtungsmittels. Die Schichten 50 und 51 des klebenden Dichtungsmittels überziehen vorzugsweise den größtenTeil der Oberfläche jedes Stromabnehmers 47 und 48 und dichten damit die Berührungsflächen zwischen den Stromabnehmern und dem Deckel 25 ab. Beide Stromabnehmer 47 und 48 sind durch die öffnungen 49 hindurch mitisLs der Punktschweißung 52 elektrisch verbunden. Der Deckel 25 und die Stromabnehmer 47 und 48 werden vorzugsweise so zusemmengebaut, wie es bei der Erläuterung der Fig. 1 bis 4 beschrieben ist.

Eine zweite und eine dritte Anschlußverbindung sind vorgesehen in der Bodenwandung 19 des becherförmigen Behälters 17· Diese

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beiden Anschlußverbindungen werden ebenso zusammengebaut, wie es oben beschrieben ist.

Die zweite und die dritte Anschlußverbindung enthalten den zwei-" ten inneren Stromabnehmer 53 und den zweiten äußeren Stromabnehmer 54, weiche die Öffnung 55 etwa in der Mitte der einen Hälfte der Bodenwandung 19 überliegen, und den dritten inneren Stromabnehmer 56 und den dritten äußeren Stromabnehmer 57, welche die uffnung 58 etwa in der Mitte der anderen Hälfte der Bodenwandung überliegen. Die inneren und die äußeren Stromabnehmer 53» 54, 56 und 57 sind ebenfalls geeignete dünne Platten oder Folien aus Metall, z.B. Nickel-Folien. Die inneren Stromabnehmer 53 und 56 liegen der Innenseite der Bodenwandung 19 an, und die äußeren Stromabnehmer 54 und 57 liegen der Außenseite der Bodenwandung 19 an, wobei sie die Öffnungen 55 bzw. 58 überliegen. Die Stromabnehmer sind !deiner als jede Hälfte der Bodenwandung 19, so daß die beiden inneren und äußeren Stromabnehmer 53 und 54 bzw. 56 und 57 im Abstand voneinander und von der Mitte der Bodenwandung 19 liegen. Der zweite innere Stromabnehmer 53 und der zweite äußere Stromabnehmer 54" sind dicht verbunden mit der inneren bzw. der äußeren Seite der Bodenwandung 19 durch dünne Schichten 59 und 60 des nicht benetzbaren, klebenden Dichtungsmittels, und sie sind elektrisch verbunden miteinander durch die Öffnung 55 hindurch mittels der Punktschweißung 6l. In der gleichen Weise sind

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der dritte innere Stromabnehmer 56 urüder dritte äußere Stromabnehmer 57 dicht verbunden mit der Innenseite bzw. der Außenseite der Bodenwandung 19 durch dünne Schichten 62 und 63 des gleichen klebenden -Dichtungsmittels und sind ebenfalls elektrisch miteinander verbunden durch die öffnung 58 mittels der Punktschweißung 64. Die Schichten des klebenden Dichtungsmittels überziehen den größten Teil der Oberflächen der inneren und äußeren Stromabnehmer 53, 54, 56 und 57, und verbinden dicht die Berührungsflächen zwischen den Stromabnehmern und der Bodenwandung« Der becherförmige Behälter 17 und die Stromabnehmer 53, 54, 56 und 57 werden so zusammengebaut, wie die Fig. 6 und 7 es zeigen.

Die flache Zelle nach dieser Ausführungsform der Erfindung wird in der gbichen V/eise zusammengebaut wie die flache Zelle nach den Pig« 1 Hs Ί. Die beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11 werden elektrisch miteinander verbunden durch einen dünnen metallischen Vorsprung 65, der an einem Ende mit den entsprechenden Außenkanten der beiden positiven Elektrodenplatten 10 und 11 z.B. durch Anschweißen befestigt ist. An seinem anderen Ende befindet sich der Vorsprung 65 zwischen der positiven Elektrodenplatte 10 und dem inneren Stromabnehmer 47 und in Berührung mit diesem und bildet/ die erste Anschluß verbindung an einem Ende des Elektroden-Aggregates. Entsprechend sind die beiden negativen Elektrodenplatten 12 und 13 elektrisch miteinander verbunden

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durch einen dünnen metallischen Vorsprung 66, der an einem Ende an den entsprechenden Außenkanten der beiden negativen Elektrodenplatten 12 und 13 befestigt ist. An seinem anderen Ende befindet sich der Vorsprung 66 zwischen dem Scheider 46, der über der negativen Elektrodenplatte 13 liegt, und dem inneren Stromabnehmer 53, und bildet damit die zweite Anschlußverbindung an dem entgegengesetzten Ende des Elektrodenaggregates. Die Vorsprünge 65 und 66 werden z.B. durch Anschweißen während des Zusammenbaues der Zelle mit den entsprechenden Stromabnehmern ^7 bzw. 53 verbunden.

Die Hilfselektrode 45 steht in elektrischer Verbindung nut dem inneren Stromabnehmer 56 für die dritte Anschlußverbindung. Vorzugsweise ist die Hilfselektrode H? z.B. durch Anschweißen während des Zusammenbaues der Zelle mit dem Stromabnehmer 56 verbunden.

Aus dieser Beschreibung geht deutlich hervor, daß bei dieser Ausführungsform der flachen Zelle der erste innere Stromabnehmer 47 und der erste äußere Stromabnehmer 58 die positive Anschlußverbindung bilden und daß der zweite innere Stromabnehmer 53 und der zweite äußere Stromabnehmer 54 die negative Anschlußverbindung der flachen Zelle bilden. Der dritte innere Stromabnehmer 56 und der dritte äußere Stromabnehmer 57 bilden eine dritte An-

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SchlußVerbindung für die zur Peststellung des Wasserstoffs dienende Elektrode ^5 bei dieser Ausfuhrungsform.

In wiederaufladbaren Nickel-Cadmium-Zellen kann Gas entstehen und ein erheblicher Gasdruck sich innerhalb aufbauen, insbesondere dann, wenn die Zelle längere Zeit hindurch überladen wird. Beim überladen kann anfänglich gasförmiger Sauerstoff an der positiven Elektrode schneller freigesetzt werden als er sich an der negativen Elektrode wieder verbinden kann, so daß ein hoher innerer Gasdruck entsteht. Gasförmiger Wasserstoff kann beispielsweise entwickelt werden, wenn die Zelle sehr weitgehend entladen wird. Die Entwicklung von gasförmigem Wasserstoff erhöht weiterhin den Gasdruck innerhalb der Zelle, da er sich normalerweise nicht so wie der Sauerstoff in der Zelle rekombinieren läßt.

Bei den erfindungsgemäßen flachen Zellen besteht die Umhüllung aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen oder einem Film aus Vinylverbindungen, die biegsam und verhältnismäßig schwach sind. Die Zelle kann brechen, obwohl dadurch keine Gefahr entsteht, wenn der innere Gasdruck eine Höhe von beispielsweise etwa 11 kp/cm erreicht. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, ist es erwünscht, einen Mechanismus für die Verhinderung der Entstehung von Wasserstoff an der negativen Elektrode vorzusehen und gleichzeitig die Wiederverwendung des Sauerstoffs zu erleichtern. Bei ! der bevorzugten Ausführungsform einer wiederaufladbaren Nickel-

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Cadmium-Zelle sind die positive und die negative Elektrode elektrochemisch so gegeneinander ausbalanciert, daß die Kapazität der negativen Elektrode größer ist als die der positiven Elektrode. Vorzugsweise, ist die Kapazität der negativen Elektrode wenigstens das Eineinhalbfache der Kapazität der positiven Elektrode, und kann auch das Dreifache betragen.

Um weiterhin ein Brechen der Zelle durch einen zu hohen inneren Gasdruck zu vermeiden, können Zellen nach der deutschen Patentanmeldung P 25 14 124.6-45 eine Hilfselektrode enthalten, welche Sauerstoff oder Wasserstoff feststellt, zusammen mit einer dritten erfindungsgemäßen Anschlußleitung. Wenn die Hilfselektrode den Sauerstoff feststellen soll, so hat die Hilfselektrode eine andere Spannung als die negative Elektrode. Dieser Spannungsunterschied hängt ab von dem Partialdruck des Sauerstoffs innerhalb der Zelle. Wenn die Hilfselektrode Wasserstoff feststellen soll, so hat sie eine andere Spannung als die positive Elektrode, wobei der Spannungsunterschied abhängig ist von dem Partialdruck des Wasserstoffs innerhalb der Zelle. Wenn also die Zelle beispielsweise beim überladen große Mengen von gasförmigem Sauerstoff freisetzt, so steigt der Partialdruck des Sauerstoffs innerhalb der Zelle, der Unterschied der Spannungen ändert sich., und diese Änderung kann verwendet werden ala ein Signal für die Betätigung einer Regelvorrichtung in der Aufladungsspannung, durch welche der Aufladungsstrom abgestellt wird und damit eine weitere

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ORIGINAL INSPECTED

Erhöhung des Gasdruckes innerhalb der Zelle verhindert wird. Solche Vorrichtungen bei Aufladungsschaltungen sind Fachleuten gut bekannt.

Beim Zusammenbau von Batterien aus flachen Zellen nach der erwähnten älteren deutschen Anmeldung enthält nur eine Zelle eine dritte Anschlußleitung une eine Hilfselektrode zur Feststellung von Sauerstoff und Wasserstoff. Eine solche Zelle kann auch als Vergleichszelle verv/endet werden, wobei vorausgesetzt wird, daß die übrigen Zellen der Batterie etwa gleichmäßig aufgeladen oder entladen sind. Solche Ba-tterien können aus flachen Zellen zusammengebaut sein, die miteinander in Serie, parallel oder in Serie und parallel verbunden sind. Beim Zusammenbau einer Batterie aus in Serie geschalteten Zellen können die flachen Zellen eine auf der anderen gestapelt werden, wobei die positive Anschlußleitung jeder Zelle in elektrischem Kontakt steht mit der negativen Anschlußleitung der nächsten Zelle durch diese Leitungen hindurch. Die Vergleichszelle kann dann an einem der-Enden des Batteriestapels angeordnet sein, um die elektrische Verbindung der Vergleichszelle mit der Aufladeschaltung zu erleichtern. Natürlich sind auch andere Anordnungen der Batterie und der Vergleichszelle möglich, wie Fachleute es wissen.

Flache er findungs gemäße· Zellen können auch eine dritte Anschlußleitung enthalten, die eine Hilfselektrode zum Spannungsvergleich enthält. Solche Anwendungen sind insbesondere für den Forscher nützlich, da die Hilfselektrode verwendet werden kann zur Prü-

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fung des Verhaltens entweder der positiven oder der negativen Elektrode, ohne daß die Zelle auseinandergenommen zu werden braucht» Bei den dargestellten Ausführungsformen der flachen Zelle kann die Hilfselektrode leicht verwendet werden als Vorrichtung zum Vergleichen der Spannung. Es muß lediglich die geeignete äußere elektrische Verbindung zwischen der positiven oder der negativen und der dritten Anschlußleitung der Zelle hergestellt werden. Die Hilfselektrode zum Vergleichen der Spannung kann in diesem Fall bestehen aus einer gesinterten Nickelplatte _t die mit einem Metallhydroxyd als aktives Material imprägniert ist.

Die Hilfselektroden bei den beiden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung dienen zur Feststellung entweder von Sauerstoff oder von Vfasserstoff. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 Ms 4 dient die Hilfselektrode 45 zur Feststellung des Wasserstoffs, obwohl diese Elektrode vorzugsweise der negativen Elektrode anliegt.

Handelsübliche Filme aus Kunststoff zur Bildung der erfindungsgemäßen Umhüllungen können bestehen aus polymeren und copolymere η Vinylverbindungen, aus Polyvinylidenchlorid, aus Polyäthylen, aus Polypropylen, aus Nylon, aus Polysulfonen, aus Polystyrol, und aus polymeren Fluorkohlenstoff-Verbindungen. Bei der Verwendung der bevorzugten Fett-PοIyamide als klebendes Dichtungsmittel werden Filme aus Polyäthylen, Polypropylen und Polymeren und Copolymeren von Vinylverbindungen bevorzugt, übliche und s'chrumpfbare Filme dieser Art sind erhältlich,. Erwünschtermaßen sollen diese Filme folgende Eigenschaften haben: Niedrige Kosten, Biegsamkeit, Widerstand gegen Einreißen und Durchstechen, chemische Beständigkeit gegenüber dem alkalischen Elektrolyten, Ver-

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formbarkeit in der Wärme, geringe Durchlässigkeit für gasförmigen Sauerstoff und Wasserdampf und vor allem eine starke Verbindung der Oberfläche mit dem Fett-Polyamid oder einem anderen !ebbenden Dichtungsmittel. Um die Durchlässigkeit für Gas- und Wasserdampf des Filmes zu verringern, kann er im Vakuum mit Metall überzogen sein oder einen anderen metallischen überzug auf einer oder beiden Seiten haben, wobei vorausgesetzt ist, daß der Film dadurch nicht soweit elektrisch leitend geworden ist, daß Kriechströme entstehen.

Es gibt vielleicht zahlreiche organische Verbindungen, die von einem alkalischen Elektrolyten nicht benetzt werden. Das bevorzugte klebende Dichtungsmittel für die Erfindung sind aber die Fett-Polyamide. Sie sind beschrieben in der US-Patentanmeldung Nr. 393j222» Diese Fett-Polyamide werden hergestellt durch Umsetzung einer mehrbasischen Säure mit einem mehrfunktioneilen Amin. Im allgemeinen haben erfindungsgemäß brauchbare Fett-Polyamide eine Äminzahl über etwa 9· Die Aminzahl ist die Anzahl von mg KOH, die äquivalent sindl Gramm des Fett-Polyamids. Dieser Wert kann nach bekannten Verfahren festgestellt werden. Die als Dichtungsmittel dienenden fetten Polyamide können gemischt werden mit Verdünnungsmitteln und Modifikatoren, um ihre physikalischen Eigenschaften zu modifizieren* Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen flachen Zellen können die Fett-PoIyamide

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als heiße Schmelze oder gelöst in einem Lösungsmittel wie in einem Gemisch eines Alkohols mit einem aromatischen Kohlenwasserstoff aufgebracht werden. Besonders gut geeignet sind diejenigen Fett-PoIyamide, die unter dem Handelsnamen "Versalon" und "Genbond" von der Firma General Mills, Inc. und unter dem Handelsnamen "Swift's Z-610" von der Firma Swift & Co. hergestellt werden.

Während des Zusammenbaues der erfindungsgemäßen flachen Zellen unter Verwendung der bevorzugten klebenden Dichtungsmittel, d.h. der Fett-Polyamide, wurde festgestellt, daß einige Arten Filme aus Kunststoff nicht gut benetzen, und daß es infolgedessen mitunter schwierig ist, eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Film aus Kunststoff und dem metallischen Stromabnehmer herzustellen. Diese Schwierigkeit kann vermieden werden, und die Bindung zwischen dem Film aus Kunststoff und den Stromabnehmern kann erheblich verbessert werden, wenn der Film aus Kunststoff zuvor nacheinander mit Wärme und einer Korona-Entladung behandelt worden ist. Das Verfahren für diese Behandlung ist in der deutschen Patentanmeldung P 25 13 286.9-3*1 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird der Film aus Kunststoff erwärmt, auf etwa 120⁰C bei der Verwendung von Polypropylen, während etwa 1/2 Minute« Dann kann gewünschtenfalls der Film auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Anschließend wird der Film mit einer Korona-Entla-

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dung hoher Intensität behandelt, und zwar auf den Gebieten, an welchen die Stromabnehmer gebunden werden sollen.

Vorstehend ist die Erfindung insbesondere in Bezug auf wiederaufladbare flache Zellen, wie Nickel-Cadmium-Zellen, mit einer Hilfselektrode zur Peststellung von Sauerstoff oder Wasserstoff beschrieben. Es ist aber klar, daß die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, und daß sie auch verwendet werden kann bei primären flachen Zellen, bei welchen die Hilfselektrode als Vergleichselektrode für die Spannung dient.

Zu primären flachen, alkalischen Zellen, bei welchen die Erfindung leicht angewendet werden kann, gehören die alkalischen Mangandioxyd-Zink-Zellen, Silberoxyd-Zink-Zellen und Quecksilberoxyd-Zink-Zellen .

Die verwendeten Elektroden und die anderen Materialien sollten natürlich verträglich sein mit dem verwendeten Zellensystem.' So sollten beispielsweise die plattenförmigen Stromabnehmer in einem alkalischen Mangandioxyd-Zink-System vorzugsweise aus Kupfer oder Messing, und nicht aus Stahl bestehen.

Entsprechend können die verwendeten flachen Elektroden in bekannter Art aus aufgepreßtem Pulver auf einem offenen oder expandierten leitenden Träger bestehen, anstelle der imprägnierten porösen gesinterten Träger. _,

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Es ist klar, daß die erfindungsgemäßen flachen Zellen nicht rechtwinklig zu sein brauchen. Auch Zellen mit anderen Formen, wie quadratische Zellen, kreisförmige Zellen, elliptische Zellen, hexagonale Zellen und unregelmäßig geformte Zellen können von einem Film aus Kunststoff eingehüllt sein und mit einem positiven Anschluß, einem negativen Anschluß und einem dritten Anschluß nach dem beschriebenen Verfahren versehen sein.

Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, ist doch klar, daß gewisse Änderungen der Bauart der flachen Zellen möglich sind. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wäre es beispielsweise möglich, eine dickere als die dargestellte Zelle herzustellen, dadurch, daß man die Zelle in zwei einander gegenüberliegende und dichtend verbundene, becherförmige Behälter bringt, anstelle der Verwendung eines becherförmigen Behälters und eines Deckels. In ähnlicher Weise könnte auch eine dünnere Zelle sich in zwei Deckeln befinden. Es ist ferner möglich, zwei fertige Zellen der dargestellten Art herzustellen, die mit den Deckelendungen durch eine zweite Verschweißung miteinander verbunden sind, wobei die biegsamen Flansche jeder Zelle miteinander verschweißt sind. Ein metallischer Streifen oder Vorsprung kann zwischen den zwei sich berührenden Stromabnehmern angeordnet sein, wodurch die Parallelschaltung der beiden Zellen erleichtert wird. Bei dieser Struktur mit den zwei Zellen kann eine der Zellen ursprünglich

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mit umgekehrter Polarität ζuaammengestellt sein, so daß die beiden Zellen elektrisch in Serie miteinander verbunden sind. Ein mittiger Vorsprung der beschriebenen Art kann dann die mittlere Spannung ergeben. Aus dem Gesagten geht hervor, daß der Zusammenbau der Zellen und erfindungsgemäßen Batterien sehr weitgehend wandelbar ist.

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Claims

Patentansprüche

Flache alkalische Zelle mit wenigstens zwei flachen Elektroden entgegengesetzter Polarität und mit einem porösen, einen alkalischen Elektrolyten enthaltenden Scheider zwischen den Elektroden und in Berührung mit ihnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden sich in einer abgedichteten, für Flüssigkeiten undurchlässigen Umhüllung aus einem Film eines Kunststoffes mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Anschlußverbindung in Verbindung mit wenigstens einer Wandung der Umhüllung befinden, wobei jede dieser Anschlußverbindungen einen inneren und einen äußeren Stromabnehmer enthält, welche der äußeren bzw. der inneren Oberfläche der Wandung der Umhüllung anliegen, Öffnungen in dieser Wandung überliegen, und mit der inneren und der äußeren Seite der Wandung dicht verbunden sind mittels einer dünnen Schicht eines von dem alkalischen Elektrolyten nicht benetzbaren, klebenden Dichtungsmittels, und wobei jeweils der innere und der äußere Stromabnehmer durch die Öffnung in der Wandung der Umhüllung hindurch elektrisch miteinander verbunden sind.

Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzei cnnet, daß die erste Wandung der Umhüllung an dem einen Ende des Elektroden-Aggregates und die zweite Wandung der Umhül-

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lung an dem anderen Ende des Elektroden-Aggregates angeordnet ist, daß die erste Wandung wenigstens eine öffnung und die zweite Wandung wenigstens zwei, im Abstand voneinander befindliche öffnungen aufweist; daß ein erster innerer Stromabnehmer der inneren Seite der ersten Wandung und ein erster äußerer Stromabnahmer der äußeren Seite der ersten Wandung anliegt, wobei beide Stromabnehmer die öffnung in d?r ersten Wandung überliegen; daß ein zweiter innerer Stromabnehmer der inneren Seite der zweiten Wandung und ein zweiter äußerer Stromabnehmer der äußeren Seite der zweiten Wandung anliegt, wobei beide Stromabnehmer eine der öffnungen in der zweiten Wandung überliegen, daß ein dritter innerer Stromabnehmer der inneren Seite der zweiten Wandung und ein dritter äußerer Stromabnehmer der äußeren Seite der zweiten Wandung anliegt, wobei beide Stromabnehmer die andere öffnung in der zweiten Wandung überliegen; daß der erste innere Stromabnehmer mit der einen der Elektroden, der zweite innere Stromabnehmer mit der anderen der Elektroden und der dritte innere Stromabnehmer mit einer Hilfselektrode elektrisch verbunden sind.

3. Zelle nach Anspruch -1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der ganzen, die Wandungen der Umhüllung berührenden Oberflächen der inneren und der

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äußeren Stromabnehmer mit der dünnen Schicht des klebenden Dichtungsmittels überzogen sind.

4. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das klebende Dichtungsmittel ein Fett-Polyamid ist.

5. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzei chne t, daß die Umhüllung aus Polyvinylchlorid, einem Copolymer von Vinylchlorid, Polypropylen oder Polyäthylen besteht.

6. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Elektroden Nickelhydroxyd als positives aktives Material und wenigstens eine der Elektroden Cadmiumoxyd oder Cadmiumhydroxyd als negatives aktives Material enthält.

7. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Elektroden Zink als aktives Material und wenigstens eine der Elektroden Mangandioxyd, Silberoxyd, Quecksilberoxyd oder Nickelhydroxyd als aktives Material enthält.

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8. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei positive Elektroden und wenigstens zwei negative Elektroden enthält, die abwechselnd übereinander gestapelt sind.

9. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheider aus einem Streifen besteht, der eine der negativen Elektroden umgibt, und dessen freier Teil sich zwischen einer positiven Elektrode und einer anderen negativen Elektrode befindet.

10» Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der positiven Elektroden ein erster Vorsprung befestigt ist, der elektrisch verbunden ist mit dem ersten oder mit dem zweiten inneren Stromabnehmer.

41. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzei chnet, daß an einem Ende der negativen Elektroden ein zweiter Vorsprung befestigt ist, der elektrisch verbunden ist mit dem anderen ersten oder zweiten inneren Stromabnehmer.

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12. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität der negativen Elektrode oder der negativen Elektroden wenigstens das Eineinhalbfache der Kapazität der positiven Elektrode oder der positiven Elektroden ist.

13» Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzei chne t, daß die inneren und die äußeren Stromabnehmer jeweils durch Punktschweißung miteinander verbunden sind,

1*1 ♦ Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13> dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und die äußeren Stromabnehmer dünne Platten oder Folien aus Metall sind.

15» Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis lh, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem becherförmigen Behälter und einem Deckel besteht, wobei der Boden des Behälters die erste Wandung mit der einen öffnung und der Deckel die zweite Wandung mit beiden öffnungen bilden, wobei der Behälter und der Deckel an ihren Kanten dicht* miteinander verbunden sind.

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