DE2644006A1

DE2644006A1 - Zink-luft-minizelle und verfahren zum herstellen derselben

Info

Publication number: DE2644006A1
Application number: DE19762644006
Authority: DE
Inventors: Marian Wiacek
Original assignee: Unican Electrochemical Products Ltd
Current assignee: Unican Electrochemical Products Ltd
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1977-04-14
Also published as: JPS5246448A; CA1068779A; US4041211A; ES452127A1; GB1512608A

Description

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PATENTANWALT D-IBERLlN₃₃ 22.9.1976

MANFRED MIEHE falkenried a

Telefon: (030) 8311950

Diplom-Chemiker Telegramme: INDUSPROP BERLIN

Telex: 0185443

OS/18/2291

UNICAN ELECTROCHEMICAL PRODUCTS LTD. 5795 De Gaspe Avenue, Montreal, Quebec, Kanada

Zink-Luft-Minizelle und Verfahren zum Herstellen

derselben

Es wird eine verbesserte und leckdichte Minizelle geschaffen, die insbesondere für die Anwendung in Hörgeräten geeignet ist und besteht aus einem äußeren Kathodenbecherund einem inneren Anodenbecher, der ein Zinkelektroden-Material, vorzugsweise eine Zinkpaste enthält, wobei der innere Becher im Inneren des äußeren Bechers angeordnet ist, sowie die äußere Wand des inneren Bechers im Abstandsverhältnis gegenüber der inneren Wand des äußeren Bechers vorliegt, sowie eine polymere Dichtung, vorzugsweise eine Polypropylendxchtung zwischen der äußeren Wand des inneren Bechers und der inneren Wand des äußeren Bechers angeordnet ist, die äußere Wand des inneren Bechers einen überzug aus einem alkalifestem Elastomeren oder elastomerem Klebstoff, z.B. ein selbsthärtendes ButyIelastomer modifiziert mit einem Phenolharz, aufweist, das druckempfindlich ist und die Eigenschaft besitzt, bei Beaufschlagen von Druck ohne Rißbildung oder Bildung von Hohlräumen deformiert zu werden, sowie eine Katalysatorelektrode auf einer flexiblen und permeablen, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Membran vorliegt und ein Stromkollektor zwischen der polymeren Dichtung und der inneren Wand des äußeren Bechers und ein Separator zwischen dem Zinkelektrodenmaterial und der Katalysatorelektrode vorliegt. Die äußere Wand des inneren Bechers ist vorzugsweise mit einer Verriegelungsanordnung, wie einem Flansch versehen, um so die Dichtung an dieser Wand zu verriegeln und die Dichtung, die ebenfalls mit dem elastomeren Klebstoff überzogen ist, verläuft vorzugsweise verjüngt nach unten und bildet eine leckdichte Abdichtung mit der inneren Wand des äußeren Bechers, und weiterhin liegt ein Kollektornetz oder Draht der Katalysatorelektrode in Berührung mit der inneren Wand des äußeren Kathodenbechers vor.

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Die Minizelle wird so hergestellt, daß die Anordnung aus dem inneren Anodenbecher, der die Zinkpaste enthält, sowie die polymere Dichtung, die den Überzug aus dem gegenüber Alkali oder KOH widerstandsfähigem elastomeren Klebstoff aufweist und der Separator und die flexible Membran mit dem darauf vorliegenden Katalysator elektrodenmaterial vermittels eines Stempels nach unten in den äußeren Kathodenbecher soweit gedrückt wird, bis die flexible Membran der Katalysatorelektrode benachbart zu dem Boden des äußeren Bechers vorliegt. Während dieses Vorgangs führt die verjüngt zulaufende Dichtung zu einer Erhöhung des Drucks längs des senkrechten Teils der inneren Wand des äußeren Bechers, wodurch die Abdichtung der Anordnung im Inneren des äußeren Bechers unterstützt wird, und es erfolgt eine Deformierung des elastomeren Überzuges unter Druck ohne Rißbildung, wodurch sich eine leckdichte Abdichtung ergibt. Die verjüngt zulaufende Abdichtng weist eine scharfe obere Kante auf, die zu einem automatischen Abschneiden der Kathode führt, wodurch der Stromkollektor freigelegt wird unter Inberührungkommen mit dem Kathodenbecher, und anschließend wird die obere Kante desäußeren Kathodenbechers über das obere Teil der Dichtung gebördelt unter Fertigstellen der Minizelle.

Die Erfindung betrifft Zink-Luft-Minizellen und insbesondere das Herstellen einer leckdichten Zink-Luft-Minizelle mit einer neuartigen Dichtunsanordnung, die ein Lecken des Elektrolyten verhindert oder hintenanhält und ebenfalls zu einer geringstmöglichen Wasserstoffentwicklung führt. Derartige Zellen weisen eine längere Lagerbarkeit auf, ohne daß praktisch ein Verlust an Wirkungsgrad eintritt. Dieselben zeigen praktisch keinen Druckaufbau selbst dann, wenn die Zelle vollständig abgedichtet vorliegt. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen derartiger verbesserter Zink-Luft-Minizellen.

Es ist bekannt, Zink-Luft-Minizellen als Energiequellen anzuwenden. Derartige Zellen bestehen aus einer Zinkelektrode und einem Katalysator oder Luftelektrode, wobei ein Separator zwischen der Zinkelektrode und der Katalysatorelektrode vorliegt. Die Zelle enthält einen Elektrolyten, wie wässriges Kaliumhydroxid, so daß Elektrolytionen durch einen derartigen Separator hindurchgeführt werden können, jeodch die Elektrodenionen daran gehindert werden, durch einen derartigen Separator oder Membran hindurchzuwandern.

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Das Abdichten von Zink-Luft-Zellen dieser Art ist im wesentlichen ein Problem des Vorsehens einer wirksamen Dichtung, die jedwede Wanderung des Elektrolyten nach außen bezüglich des Zinkanodenmaterials und des Separators längs der inneren Oberflächen des Bechers oder Gehäuses für die Zellenbestandteile verhindert. Für diesen Zweck müssen die Becheroberflächen so gestaltet werden, daß dieselben in Berührung mit dem Elektrolyten und dem Zink kein Gas entwickeln, und weiterhin muß jeder als Dichtung angewandte Kunststoff einen ausreichend hohen Druck ausüben, um einer Wanderung des Elektrolyten durch Kapillarwirkung längs der auf den Metalloberflächen des Bechers vorliegenden mikroskopischen Kanälen entgegen zuwirken.

Jedoch wird ein Druck mit einer derartigen Größe, daß die Abdichtung der Anodenseite der Zelle bewirkt wird in den meisten Fällen dazu führen, daß längs der Kathodendichtung ein Leckweg erzeugt wird. Aus Polytetrafluoräthylen bestehende Membranen, die allgemein die üblicherweise bei Zink-Luft-Systemen angewandte hydrophobe Barriere bilden, sind dimensionsmäßig instabil unter einem erheblichen Druck, und derartig übermäßige Drücke werden die Permeabilität zerstören und jedweden Versuch zunichte machen, die Metalloberflächen abzudichten. Andererseits führt eine Verringerung eines derartigen Drucks zur Ausbildung von Kapillarvorgängen, so daß der Elektrolyt in unzweckmäßigerweise längs der Kathodenbecheroberflache wandern kann.

Ein Wandern des Elektrolyten längs Oberflächen mit negativem Potential führt zur Wasserstoffentwicklung auf derartigen Oberflächen. Die Gasblasen neigen dazu die Dichtung anzuheben, so daß der Elektrolyt noch mehr Oberfläche benetzt, wodurch wiederum Gasblasen gebildet werden und somit der Elektrolyt noch weiter eindringen kann.

Zusätzlich zu dem Problem des Schaffens einer Leck-dichten Zink-Luft-Zelle ergibt sich auch das Problem der Lagerung und der aktiven Lebensdauer während einer kontinuierlichen oder intermittieren-

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den Entladung. Zink-Luft-Zellen nach dem Stand der Technik zeigen eine Neigung schnell eine Verschlechterung dann zu erfahren, wenn sie mit Luft in Berührung kommen. Diese Verschlechterung ist oftmals auf die kombinierte Wirkung einer schnellen Karbonisierung der Kathode und vorzeitiger Oxidationder Zinkanode zurückzuführen.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, eine praktisch leckdichte Metall-Luftzelle zu schaffen, und zwar insbesondere eine Minizelle für Hörgeräte. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es eine praktisch leckdichte Zink-Luft-Minizelle für den angegebenen Zweck zu schaffen. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Minizelle der angegebenen Art zu schaffen, und zwar insbesondere eine Zink-Luft-Zelle, die eine neuartige Dichtungsanordnung aufweist, die im wesentlichen ein Lecken des Elektrolyten aus dem Anodenbecher einer derartigen Minizelle verhindert. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Gasentwicklung, insbesondere die Wasserstoffentwicklung aus der Zelle hintenanzuhalten und einen Druckaufbau zu verhindern, sobald eine derartige Zelle vollständig abgedichtet ist. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Zink-Luft-Zelle zu schaffen, die die angegebenen Charakteristika aufweist und die über relativ lange Zeitspannen hin unter gerinstmöglichem Verlust an Wirkungsgrad und Kapazität gelagert werden kann. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein relativ einfaches Verfahren zum Herstellen derartiger verbesserter Zellen undinsbesondere Zink-Luft-Minizellen zu schaffen.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, daß eine Minizelle geschaffen wird, die aus einem inneren Anodenbecher im Inneren eines äußeren Kathodenbechers besteht, wobei der Anodenbecher ein Anodenmaterial, insbesondere Zinkanodenmaterial, eine Katalysatorelektrode, insbesondere eine flexible Elektrode im Inneren des Kathodenbechers und in elektrischer Berührung hiermit, sowie einen Separator zwischen dem Zinkelektrodenmaterial und der Katalysatorkathode und eine polymere Dichtung, vorzugsweise eine

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Polypropylendichtung, zwischen der äußeren Wand des inneren Anodenbechers und der inneren Wand des äußeren Kathodenbechers aufweist, wobei die Wand des inneren Bechers in Berührung mit der Dichtung mit einem gegenüber Alkali, z.B. Kaliumhydroxid, festen und druckempfindlichen Material, vorzugsweise einem Elastomer oder elastomerem Klebstoff überzogen ist, der die Eigenschaft aufweist deformiert zu werden, sobald derselbe einem Druck unterworfen wird, jedoch ohne Rißbildung oder Bildung von Hohlräumen und eine praktisch kontinuierliche Dichtung ergibt. Vorzugsweise ist die äußere Oberfläche der polymeren Dichtung in Berührung mit der inneren Wand des Kathodenbechers und mit einem Teil der Katalysatorelektrode ebenfalls mit einem derartigen gegenüber KOH festem bzw. widerstandsfähigem Elastomer überzogen.

Vorzugsweise wird eine polymere Dichtung angewandt, die eine lange äußere Dichtungsoberfläche aufweist und ebenfalls nach unten hin verjüngt zuläuft, so daß durch ein Drücken der Anordnujng aus dem die polymere Dichtung enthaltenden Anodenbecher, dem Separator und der flexiblen Katalysatorelektrode nach unten in den Kathodenbecher die verjüngt zulaufende polymere Dichtung progressiv zu einer Druckzunahme längs einer großen Dichtungsfläche führt und die flexible Katalysatorkathode zwischen der Dichtung und der Wand des äußeren Bechers zusammendrückt, wodurch sich eine lange und große Dichtungsfläche zwischen der polymeren Dichtung und der Katlysatorelektrode und der inneren Wand des äußeren Bechers ergibt.

Von besonderer Bedeutung ist bei diesem Vorgang des Zusammendrückens des elastomeren Überzuges oder Klebstoffes auf der äußeren Wand des Anodenbechers über der die Polymere Dichtung angeordnet wird, daß das Material durch den ausgeübten Druck defomiert wird oder kriecht, ohne daß es zu einer Rißbildung oder Bildung von Hohlräumen kommt, wodurch der Anodenbecher insbesondere gegen ein Lecken des Elektrolyten aus dem Separator und des Anodenmaterials im Inneren des Anodenbechers abgedichtet wird. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die äußere Oberfläche der polgimeren Dichtung sowie die innere Oberfläche des äußeren Kathodenbechers mit dem angegebenen, gegenüber Kaliumhydroxid festen, druckempfindlichen oder elastomerem Hiebstoffüberzug überzogen wird, wie weiter unten im

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einzelnen erläutert. Hierdurch wird die Ausbildung von Rissen oder Hohlräumen zwischen der polymeren Dichtung und der Katalysatorelektrode sowie zwischen der inneren Oberfläche des Kathodenbechers und der benachbarten Oberflächen der Katalysatorelektrode und der polymeren Dichtung verhindert und somit ein Lecken des Elektrolyten längs dieser Trennungsflächen vermieden.

Als zusätzliches Merkmal ist die polymere Dichtung mit einer scharfen oberen Außenkante versehen, so daß bei einem Drücken der Anordnung aus Anodenbecher, polymerer Dichtung und flexibler Katalysatorelektrode nach unten in den Kathodenbecher die obere Kante der Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des Kathodenbechers automatisch abgeschnitten wird, so daß das Kollektorgitter der Katalysatorkathode in Berührung mit dem äußeren Kathodenbecher gebracht wird. Weiterhin ist die polymere Dichtung so vorgesehen, daß dieselbe an ihrem oberen Ende eine breite, sich nach innen erstreckende, konvexe Krümmung aufweist, die eine Schulter bildet. Hierdurch wird ein Bördeln des oberen Kantenteils der Wand des Kathodenbechers gegen dieses konvex gekrümmte Teil der Dichtung ermöglicht, wodurch die Anodenbecheranordnung, der Separator und die Katalysatorelektrode an Ort und Stelle im Inneren des äußeren Kathodenbechers verriegelt werden.

Als ein weiteres Merkmal wird die Wand des Anodenbechers mit einem Flnaschteil dadurch versehen, daß ein nach oben gebogener Wandabschnitt zur Ausbildung kommt, der einen Teil der polymeren Dichtung zwischen dem Flanschteil und dem benachbarten Wandteil des Anodenbechers aufnimmt. Hierdurch erigbt sich eine noch festere Verriegelung der Dichtung an der Wand des Anodenbechers und es wird jede Verschiebung derselben während des Druckvorganges für das Einsetzen der Anordnung aus dem Anodenbecher und der Dichtung in den Kathodenbecher verhindert.

Ein weiteres Merkmal besteht in der Verringerung der Wasserstoffentwicklung auf ein Minimum durch Anwenden amalgamierter Kupferoberflächen an dem Anodenbecher.

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Durch Anwenden der obigen und weiter unten im einzelnen erläuterter Merkmale erhält man eine Metall-Luft-Minizelle, insbesondere eine Zink-Luft-Minizelle, die insbesondere vorteilhaft im Zusammenhang mit Hörgeräten ist und sich dadurch auszeichnet, daß dieselbe leckdicht ist selbst bei einer Lagerung bei Temperaturen in der Größenordnung von etwa 50 C und normaler relativer Luftfeuchtigkeit über eine Zeitspanne von 30 Tagen hin. Eine derartige Lagerung an die sich eine Entladung anschließt, zeigt nur eine sehr geringe Wirkung auf die Kapazität.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargeste-llt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zink-Luft-Minizelle ;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zellenach der Figur 1, teilweise weggebrochen;

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung aus Anodenbecher und daran angeordneter Dichtung;

Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung der Bestandteile der Minizelle nach Figur 1 vor dem Zusammenbau derselben;

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der Katlysatorelektrode und des Stromkollektorsystems nach der Figur 4;

Fig. 6 das anfängliche durch Druck bewirkte Einführen der Anordnung aus dem inneren Anodenbecher, Separatoranordnung und Katalysatorelektrodenbestandteile, wie in der Figur 4 wiedergegeben in den äußeren Kathodenbecher;

Fig. 7 eine der Figur 6 ähnliche Darstellung, die die Lage der Bestandteile wiedergibt, nachdem der Anodenbecher und die zugeordneten Bestandteile weiter in den Kathodenbecher eingeführt worden sind;

Fig. 8 einen Teilschnitt, der die abschließende Lage des Anodenbechers und der daran angeordneten Dichtung, der Separatoranordnung und der Katalysatorelektrode im Inneren des Kathodenbechers zeigt,

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nachdem diese Bestandteile vollständig in den äußeren Kathodenbecher eingeführt worden sind.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ist dort eine erfindungsgemäße Zink-Luft-Minizelle 10 gezeigt, die aus einem äußeren Katho denbecher 12 und einem inneren Anodenbecher 14 besteht, der im Inneren des Kathodenbechers 12 angeordnet ist. Die Anoden- und Kathodenbecher besitzen eine zylinderförmige Form, können jedoch auch jede andere Form, wie eine kugelförmige, quadratische und dgl. Form aufweisen. DierKathodenbecher 12 kann aus Nickel, mit Nickel plattiertem Stahl oder rostfreiem Stahl bestehen, und der Anodenbecher 14 besteht vorzugsweise aus mit Kupfer überzogenem rostfreiem Stahl, das amalgamiert ist, es versteht sich jedoch, daß auch andere geeignete leitfähige Metalle oder Materialien sowohl für den Anodenbecher als auch den Kathodenbecher angewandt werden können. Der Anodenbecher 14 enthält Zinkanodenpaste, siehe das Bezugszeichen 16, die im Inneren des Anodenbechers durch eine Separatoranordnung 18 gehalten wird. Das Anwenden von Anodenbechern aus mit Kupfer überzogenem rostfreiem Stahl ermöglicht ein Voramalgamieren der Becher. Hierdurch wird die Wasserstoffentwicklung inhibiert und auf ein Minimum verringert. Um die senkrechte Seitenwand 2O und stumpfkegelige Wand 21 des Änodenbechers 14 herum ist eine polymere Dichtung 22 angeordnet.

Es ist eine flexible Katalysatorelektrode 24 an der gegenüberliegenden Seite der Separatoranordnung 18 an der Zinkanodenpaste 16 angeordnet und erstreckt sich nach oben längs der äußeren Seite 26 der Dichtung 22. Die flexible Katalysatorlektrode 24 ist vorzugsweise aus einem Verbundkörper bestehend aus einer gaspermeablen, flexiblen, hydrophoben Barriere oder Membran 28 und einem Katalysator 29 ausgebildet. Die Membran 28 erstreckt sich bei 30 nach oben längs der senkrechten inneren Wand 32 des äußeren Kathodenbechers 12 und wird zwischen diese innere Wand und der benachbarten, sich nach oben erstreckenden Seite der Dichtung 22 gedrückt. Zwischen der Membran 28 und dem Boden 34 des Kathodenbechers 12 liegt eine Saugpapierscheibe 36 vor, die gegen den Boden des Kathodenbechers durch die Membran 28 gedrückt wird.

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Bei der Herstellung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Minizelle wird, siehe zunächst die Figur 3 ein Anodenbecher 14 angewandt, der eine allgemein zylinderförmige Form aufweist und einen sich nach oben erstreckenden senkrechten Flansch oder Umfassung 38 aufweist, die bei 40 nach oben gebogen ist und einteilig mit der Seitenwand 20 des Bechers ausgeführt ist. Die Umfassung 38 erstreckt sich um den Umfang der Seitenwnd 20 parallel zu derselben herum und liegt in einem Abstandsverhältnis hierzu vor unter Ausbilden eines ringförmigen Raums 42. Als wesentliches erfindungsgemäßes Merkmal wird ein gegenüber Alkali und inbesondere gegenüber KOH fester bzw. widerstandsfähiger elastomerer überzug oder Klebstoff bei 44 auf die äußere Oberfläche der Seitenwand 20 des Anodenbechers 14 und auf das stumpfkegelige Teil 21 desselben und auf die inneren und äußeren Oberflächen der Umfassung 38 aufgebracht. Für diesen Zweck ist ein druckempfindliches oder elastomeres Material oder Klebstoff erforderlich, der die Eigenschaft aufweist unter Druckbeaufschlagung deformiert zu werden oder zu kriechen, jedoch ohne daß eine Rißbildung oder Bildung von Hohlräumen eintritt. Ein derartiges Mafeerialgibt bei Beaufschlagen von Druck "nach". Das Material sollte seine elastischen Eigenschaften über eine längere Zeitspanne hin beibehalten, ohne daß dasselbe austrocknet oder brüchig wird. Fürdiesen Zweck sind verschiedene Elastomere auf Lösungsmittelgrundlage geeignet.

Es wurde gefunden, daß eine Elastomerenklasse mit den obigen vorteilhaften Eigenschaften die niederen Alkylelastomeren sind, die wiederkehrende Kohlenstoffketten aufweisen vorzugsweise geradkettige Ketten mit drei bis 6 Khlenstoffatomen, und die durch Phenolharz modifiziert sind. Diese Elastomeren härten allgemein selbst. Als besonders wirksam hat sich ein mit Phenolharz modifiziertes selbsthärtendes Butylelastomer erwiesen. Weitere spezifische Elastomere dieser Art sind z.B. Propyl-, Pentyl- oder Hexgrlelastomere, die mit Phenolharz modifiziert sind. Zu weiteren geeigneten Elastomeren mit den angegebenen Eigenschaften gehören die klebrigen Acrylharze, wie das unter der Bezeichnung Bostik S-1-1167 bekannte

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Produkt. Beide obigen Elastomerentypen sind druckempfindliche, elastomere Klebstoffe, die selbst im vollständig ausgehärteten Zustand druckempfindlich bleiben. Wie weiter oben angegeben, besitzen die gehärteten Elastomeren kautschukartige Eigenschaften und bleiben über eine längere Zeitspanne hin relativ elastisch ohne brüchig zu werden.

Die polymere Dichtung 22 wird sodann um die Seitenwand 20 des Anodenbechers und um die Umfassung oder Flansch 38, über den elastomeren überzug 44 und die Dichtung ausgeformt, die den ringförmigen Raum 42 zwischen der Umfassung 38 und der Seitenwand 14 füllt. Man sieht, daß die Dichtung 22 ein nach innen konvex verlaufendes oder abgerundetes oberes Schulterteil 46 aufweist und sich nach unten hin erstreckt unter Ausbilden eines unteren Umfangsteils 48 unter dem nach oben gebogenen Teil 40 der Seitenwand 20. Man sieht weiterhin, daß die Dichtung 22 eine scharfe nach innen verlaufende Lippe 50 an dem unteren äußeren Ende der Schulter 46 aufweist. Die Dichtung verläuft sodann verjüngt nach unten von diesem scharfen Kantenteil, siehe das Bezugszeichen 52, bis zu dem unteren Ende des Teils 48, und zwar aus weiter unten im einzelnen angegebenen Gründen.

Die polymere Dichtung wird aus einem elastischen Material und vorzugsweise ausgeformtem Polypropylen hergestellt, wie einem Material, das unter der Bezeichnung Hercules PRO-FAX handelsgängig ist, kann jedoch auch aus anderen verträglichen elastischen Polymeren, wie Polyäthylen, gefertigt sein. Es wurde gefunden, daß Polypropylen besonders vorteilhaft für die Anwendung in Kombination mit dem oben beschriebenen, druckempfindlichen, elastomeren Klebüberzug 44 ist, um während des Zusammenbaus der Vorrichtung, wie weiter unten beschrieben, das Beaufschlagen eines erheblichen Drucks auf den Anodenbecher 14 zu ermöglichen, während gleichzeitig der elastomere überzug "nachgeben" kann oder bezüglich der benachbarten Wand 20 des Bechers 14 und der benachbarten Umfassung oder Flansch 38 ohne Rißbildung deformiert wird. Man sieht weiterhin, daß das Einformen eines Teils der Dichtung 22 in den ring-

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förmigen Raum 42 zwischen der Seitenwand 20 und der Umfassung 38 dergestalt wirkt, daß die Umfangsdichtung an Ort und Stelle an der Seitenwand des Anodenbechers verriegelt wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ebenfalls auf die äußere Oberfläche der Dichtung 22 ein überzug 54 mit der gleichen Art an Elastomer, z.B. mit Phenolharz modifiziertes Butylelastomer in der gleichen Weise aufgebracht, wie bei 44 das Elastomer auf die Oberflächen der Seitenwand des Anodenbechers und den daran befestigten Flansch oder Umfassung 38 aufgebracht wird.

Unter Bezugnahme insbesondere auf die Figur 4 wird sodann der Anodenbecher 14 mit der daran vorliegenden Dichtung 22 mit der Zinkanodenplaste 16 gefüllt. Diese Paste wird aus einem Gemisch aus amalgamiertem Zinkpulver und einem Kunstharz, insbesondere Carboxypolymethylen, sowie es im Handel unter der Bezeichnung Carbopol bekannt ist, hergestellt. Das vorzugsweise angewandte Carboxypolymethylen wirkt als ein Gelierungsmittel und führt zu der Bildung einer Zinkpaste und ergibt einen erhöhten Schutz gegen die Oxidation des Zinks. Eine spezielle Zinkpaste für diesen Zweck kann aus dem mit 2 bis 10% und vorzugsweise mit 5% amalgamiertem Zinkpulver hergestellt werdedn. Dieses amalgamierte Zinkpulver wird sodann mit Carbopol in einer Menge von 0,01 bis 0,02 g pro 1 g Zink vermischt, und sodann werden 0,2 bis 0,3 ml eines 33%igen KOH-Elektrolyten pro Gramm Zink zugesetzt.

Ein Separator 56 in Form eines Schichtkörpers, dar vorzugsweise aus einer Folie 57 eines Pfropfcopolymer aus Acrylsäure auf einem Polyäthylenpolymer niedriger Dichte zwischen einem Paar Cellophanfolien 58 (im Handel bekannt als PERMION 3192 40/20) besteht, wird sodann an die Zinkanodenpaste 16 gebracht, siehe auch die Figur 6, wodurch die Zinkpastenabteilung verschlossen wird. Es wird ein weiterer organischer Separator 60, bestehend aus einem Paar laminierter Folien 61, wobei es sich vorzugsweise ein Copolymer aus Vinylchlorid und Acrylnitril (bekannt als Dynel) handelt, an den ersten laminierten Separator 56 gebracht. Der Separtor 60 weist eine größere Länge als der Separator 56 auf, und zwar aus Gründen

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die weiter unten erläutert werden. Es versteht sich, daß jede geeignete Art von Separator oder Separatoren, die vorzugsweise flexibel sind, angewandt werden kann, und dassweiterhin ein einziger Separator anstelle einer Mehrzahl an Separatoren zur Verwendung kommen kann. Die Gesamtdicke des Separators ©äer der Separatoren kann sich auf 0,038 bis etwa 0,076 cm belaufen. Es wurde jedoch gefunden, daß das Anwenden des PERMION 3192 40/20 laminierten Separators 56 in Kombination mit einem zweiten Separtor, etwa dem oben angegebenen Dynelseparator 60 zu einem erhöhten Schutz gegen die Oxidation der Zinkanode 16 führt. Die Kombination der laminierten Separatoren 56 und 60 stellt die Separatoranordnung dar. Gegen die untere Oberfläche des zweiten Separators 60 wird eine flexible Katalysatorelektrode 24 gebracht, die aus einer organischen permeablen, flexiblen Verbundmembran 28, und zwar vorzugsweise einer Polytetrafluoräthylenmembran besteht und einen geeigneten Katalysator 29, wie Khhlenstoff und Mangandioxid enthält, der darin verteilt ist. Es liegt weiterhin ein Stromkollektor 64 in Form eines darin eingebetteten Metallnetzes vor. So wird z.B. der Katalysator auf eine Polytetrafluoräthylenfolie (Teflon) gerollt, und als der Stromsammler wird ein Silbernetz angeandt. Die Teflonmembran kann sodann mit einer sekundären Teflonfolienumhüllung verpreßt werden, und die gesamte Dicke des Kathodenverbundelementes 24 liegt in der Größenordnung von 0,038 bis etwa 0,076 cm. Das Katalysatorkathodenelement 24 ist vorzugsweise wesentlich länger als das benachbarte Separatorelement 60.

Es wird eine poröse faserartige Matte oder Saugpapier 36, z.B. in Form einer Scheibe aus Filtrierpapier oder Dynel unter das Katalysatorkathodenelement 24 und benachbart zu dem Boden des Kathodenbechers 12, siehe die Figur 1_f gebracht. Die inaere Oberfläche des Kathodenbechers wird bei 68 mit dem gleichen gegen Alkali oder KOH widerstandsfähigem Elastomer oder druckempfindlichem elastomeren Klebstoff, z.B. mit Phenolharz modifiziertes selbsthärtendes Butylelastomer,überzogen, wie es für den überzug 44 angewandt wird, der auf die äußeren Oberflächen des Anodenbechers 14 aufgebracht wird, sowie den überzug 54 an den äußeren Oberflächen der Dichtung 22. Die Dicke derartiger elastomerer

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überzüge kann sich auf etwa 0,0005 bis 0,005 cm belaufen, kann jedoch größer als 0,005 cm oder kleiner als 0,0005 cm sein in Abhängigkeit von der Art des Elastomer.

Unter Bezugnahme auf die Figur 5 sieht man, daß die modifizierte Katalysatorelektrodenanordnung 24a zusätzlich zu dem Netzsammelkollektor 54 eingebettet in die permeable Membran 28 einen getrennten Stromsammeidraht, z.B. Silberdraht 69, in Berührung mit dem Netzstromkollektor 64 aufweisen kann.

Unter Bezugnahme insbesondere auf die Figur 6 wird die Anordnung aus den Zellenteilen 14, 56, 60 und 24 senkrecht über der oberen öffnung 66 des Kathodenbechers 12, siehe die Figur 6, in einem geeigneten Werkzeug ausgerichtet. Das Werkzeug ist gestrichelt wiedergegeben und weist einen Kolben 70 in Berührung mit der oberen Oberfläche 71 des Anodenbechers 14 auf. Die untere Oberfläche 72 des Kolbens 70 sollte eine Umrißform aufweisen, die den Umrißformen der oberen Seite 71 des Anodenbechers und der benachbarten gekrümmten Schulter 46 der Dichtung 22 entspricht.

Anhand der Figur 6 ist ersichtlich, daß die äußeren Endteile 74 des zweiten Separatorteils 60 gegen die untere Oberfläche 48 der Dichtung 22 angeordnet sind. Man sieht weiterhin, daß die äußeren Endteile 24' des Katalysatorelektrodenteils 24 um die äußeren Endteile 74 des Separators 60 und um das untere Endteil 48 der Dichtung 22 gebogen sind und sich nach oben über eine geringfügig kleinere Strecke erstrecken als der Höhe des Kathodenbechers 12 entspricht. Die Gründe hierfür werden weiter unten erläutert.

Ausgehend von der Lage der Anordnung nach der Figur 6 wird durch den Stempel 70 ein ausreichender Druck beaufschlagt, um langsam den Anodenbecher 14, die Separatoranordnung 18 und die flexible Katalysatorelektrode 24 in dem Kathodenbecher 12 in die Zwischenlage gemäß der Figut 7 zu drücken. Entsprechende Drücke können sich auf etwa 70 bis etwa 350 kg/cm belaufen und liegen vorzugsweise

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bei etwa 70 bis etwa 175 kg/cm . Während dieser Zeitspanne ergibt sich, daß die lange nach unten verjüngt zulaufende Wand 52 der Dichtung 22 progressiv den Druck auf die Katalysatorkathodenelektrode 24 erhöht und dieselbe gegen die innere Oberfläche des Katho-

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denbechers 12 drückt, so daß insbesondere an dem oberen Ende der verjüngt zulaufenden Wand 52 der Dichtung die Endteile 24¹ der Katalysatorelektrode fest abgedichtet zwischen der äußeren Oberfläche der Dichtung 22 und der inneren Oberfläche des Kathodenbechers 12 werden. Weiterhin führt die verjüngt zulaufende Wand der Dichtung 22 in Berührung mit der Katalysatorelektrode 24 zu einer großen Dichtungsfläche zwischen der Dichtung und der Wand des äußeren Kathodenbechers. Sobald die Anordnung aus dem Anodenbecher 14, der Separatoranordnung 18 und der Katalysatorelektrode 24 die in der Figur 7 gezeigte Lage erreicht, wo die scharfe obere Kante 50 der Dichtung 22 mit der oberen Kante 75 der Wand desKathodenbechers 12 in Berührung kommt und sodann beginnt in den Kathodenbecher einzutreten, schneidet diese Kante 50 unterstützt durch den Stempel 70 die sich extrem nach außen erstreckenden Endteile 76 der Katalysatorelektrode 24 ab, und der Stromkollektor 64 wird freigelegt unter Knberührungkommen mit der inneren oberen Oberfläche des Kathodenbechers 12. Die in dem Kathodenbecher 12 eingeschlossene Luft tritt durch das mittlere Loch 78 aus, das in dem Boden des Kathodenbechers 12 vorgesehen ist.

Wie weiter oben angegeben, führt die verjüngt zulaufende Dichtung 22 zu einer progressiven Druckerhöhung längs der senkrechten inneren Wand 32 des Kathodenbechers 12, und während dieser Zeitspanne der nach unten gerichteten Bewgung der verjüngt zulaufenden Dichtung 22 und zugeordnetem Anodenbecher 14, Separatoranordnung 18 und Katalysatorelektrode 24 in den Boden des Kathodenbechers 12 führt das druckempfindliche Elastomer oder elastomere Klebstoffüberzüge zwischen der Dichtung 22 und dem Anodenbecher 14, sowie 54 auf der äußeren Oberfläche der Dichtung 22 und 68 an der inneren Oberfläche der senkrechten Wand 22 des Kathodenbechers 12 zu leckdichten Dichtungen. Da das oben bschriebene Elastomer die Fähigkeit besitzt, unter Beaufschlagen von Druck eine Deformation zu erfahren oder zu kriechen, ergibt sich, daß bei einem Hereindrücken des Separtors

in und der Katalysatorelektrodenanordnung in den Kathodenbecher 12/derartigen überzügen praktisch keine Risse oder Hohlräume ausgebildet werden, so daß diese überzüge zu wirksamen kontinuierlichen Dichtun-'gen führen. Der elastomere überzug 44 an der äußeren Oberfläche des

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Anodenbechers 14, der vor der Ausformung der Dichtung 22 aufgebracht worden ist, bedingt insbesondere die Ausbildung einer elastischen Folie, die eine unterschiedliche Ausdehnung der Kunststoffdichtung und des aus Metall bestehenden Anodenbechers ermöglicht, ohne daß die Bindung zwischen diesen benachbarten Oberflächen aufgehoben wird.

Bei fortgesetzter Druckbeaufschlagung durch den Stempel 70 auf die Anordnung gemäß der Figur 7 wird diese Anordnung weiter in den Kathodenbecher 12 gedrückt. Die Anordnung bestehend aus dem Anodenbecher 14, Separatoranordnung 18 und Katalysatorelektrode 24 erreicht ihre unterste Lage in dem Kathodenbecher /12 dergestalt, daß die Katalysatorelektrodenmembran 62 in Berührung mit dem Saugpapier 36 an dem Boden des Kathodenbechers 12 vorliegt. Diese Lage ist in der Figur 8 wiedergegeben. Man sieht anhand der Figur 8, daß alle Dichtungselemente einschließlich der Dichtung 22, der Separatorelemente 56 und 60 und die Katalysatorelektrodenanordnung 24 in einem festen Dichtungseingriff stehen und zusammen mit den elastomeren Überzügen 44, 54 und 68 eine wirksame Abdichtung gegen ein Lecken des Elektrolyten ergeben, der in den Separatoren 56 und 60 und in Berührung mit der Katalysatorelektrodenanordnung 24 vorliägt. Der Elektrolyt kann also nicht zwischen dem Anodenbecher 14 und dem Kathodenbecher 12 aus der Zelle herauslecken. Um eine ganz besonders wirksame Abdichtung zu erzielen, sollte die Dicke der Separatoranordnung 18 und der Katalysatorelektrodenanordnung 24 relativ dünn gehalten werden.

Die nach unten gerichtete Bewegung des Anodenbechers 14 und der zugeordneten Elemente 18 und 24 in den Kathodenbecher 12 ausgehend von der Lage nach der Figur 6 in die Lage nach den Figuren 7 und 8 wird vorzugsweise vermittels einer einzigen durchgehenden Bewegung ausgeführt, wobei ein automatisches Abschneiden der sich nach außen erstreckenden Teile 76 der Katalysatorelektrode 24, siehe Fig. 7, erfolgt. Sobald eine derartige Anordnung richtig in der abschließenden Lage im Inneren des Kathodenbechers 12 vorliegt, siehe die Figur 8, wird der Stempel 70 zurückgefahren und ein sich nach außen erstreckendes Teil 80 des Bördelwerkzeugs 81 kommt mit dem oberen Kantenteil 82 der senkrechten Wand 83 des Kathodenbechers 12 in Berührung. Bei weiterer nach unten gerichteter, zusammen-

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drückender Bewegung des Bördelwerkzeuges 80 gegen dieses obere Kantenteil 82 wird dieses obere Kantenteil nach unten gebördelt unter ausbilden eines gebördelten oberen Kantenteils 84, siehe ebenfalls die Fig. 1, und zwar gegen die obere Schulter 64 der Dichtung 22. Das gebördelte Kantenteil 84 weist eine abgerundete Umrißform auf, die im wesentlichen der Krümmung der Schulter 46 der Dichtung 22 entspricht. Das gebördelte Kantenteil 84 wird nach unten gegen die obere Schulter der Dichtung 22 mit einem ausreichenden Druck gedrückt unter Einbetten dieses gebördelten Kantenteils 84 in der Dichtung. Die äußere Kante 86 des gebördelten Kantenteils 84 liegt im Abstandsverhältnis zu der benachbarten stumpfkegeligen Wand 21 des Anodenbechers 14 vermittels des Bördelrandes 88, siehe Fig. 1, der Dichtung 22 vor, der durch den Druck des Bördelvorgangsausgebildet wird.

Die in dieser Weise erfindungsgemäß hergestellte Minizelle 10 kann gegenüber der Luft für Lagerungszwecke dadurch abgedichtet werden, daß Tesafilm oder ein ähnliches undurchlässiges Folienmaterial siehe die gestrichelte Linie bei 90 in der Figur 1, an dem Boden des Kathodenbechers 12 und über dem Loch 78 in dem Boden des Kathodenbechers angeordnet wird. Der Tesafilm oder ähnliches Folienmaterial 90 wird zur Benutzung der Minizelle entfernt. Bei dem Betrieb einer derartigen Zink-Luft-Minizelle diffundiert die durch das Loch 78 eintretende Luft durch das Saugpapier 36 und in Berührung mit der Katalysatorelektrode 24 und dem daran vorliegenden Katalysator. An der Katalysatorelektrode wird Sauerstoff reduziert und gleichzeitig das Zink der Zinkelektrode bei 16 in Zinkoxid oxidiert,und die Hydroxylionen werden durch die Separatoranordnung 18 unter Erzeugen eines Stroms transportiert. Für diesen Zweck werden geeignete Elektrolytlösungen, z.B. eine wässrige Kaliumhydroxidlösung, in die Anodenpaste 16 für den Eintritt in die Separatoranordnung eingeführt, oder eine derartige Separatoranordnung kann von Anfang an mit einer derartigen Elektrolytlösung imprägniert sein.

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Es versteht sich, daß auch jedes andere geeignete anodische Elektrodenmaterial außer Zink angewandt werden kann, z.B. Cadmium und es können auch jedwede geeigneten kathodischen Elektrodenmaterialien Anwendung finden, die nicht der oben angegebene Mangan und Kohlendioxid sind, wie z.B. aktivierter versilberter Graphit. Wenn auch der Erfindungsgegenstand insbesondere Zink-Luft-Zellen betrifft, können somit die erfindungsgemäße Abdichtung ebenfalls an anderen Metall-Luftzellen, wie Cadmium-Luftzellen angewandt werden.

Die Anzahl und der Durchmesser der Luftlöcher 78 kann so gewählt werden, daß bestimmte Stromcharakterstika erzielt werden. So zeigen z.B. erfindungsgemäße Zink-Luft-Minizellen mit niedriger Stromstärke eine Standzeit von 16 bis 20 Wochen, während erfindungsgefääße Minizellen mit einer höheren Stromstärke von 150 mA eine entsprechende Lebensdauer von 2 bis 3 Wochen aufweisen, wenn sie der Lufteinwirkung ausgesetzt werden.

Während der Lagerung zeigen die erfindungsgemäßen Minizellen eine derartig geringe Wasserstoffentwicklung, daß praktisch kein Druckaufbau selbst dann erfolgt, wenn die Zelle vollständig abgedichtet ist.

Erfindungsgemäß werden somit verbesserte leckdichte Zellen geschaffen, insbesondere Zink-Luft-Minizellen, die insbesondere für Hörgeräte vorgesehen sind, die eine Anzahl besonderer Merkmale und Vorteile aufweisen. Die erfindungsgemäßen Zellen zeigen als wesentliches Merkm al das Anwenden bestimmter gegenüber Alkalieinwirkung fester bzw. widerstandsfähiger Elastomerer oder elastischer Klebstoffe als dünne Überzüge über praktisch alle abdichtenden Oberflächen zwischen den Anode- und Kathodebechern, die druckempfindlich sind unter Ausbilden einer Bindung zwischen den entsprechenden Metallbechern und einem Dichtungselement, sobald die Zelle zusammengesetzt und gebördelt worden ist. Die Art derartiger Überzüge ist dergestalt, daß dieselben bei der Druckeinwirkung im Zusammenhang mit dem Zusammensetzen der Bestandteile keine Rißbildung und Bildung von Hohlräumen zeigen, und dieselben neigen dazu bei der Beaufschagung von Druck eine Deformation zu erfahren bzw. zu kriechen. Durch Anwenden in Kombination mit derartigen

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druckempfindlichen überzügen als Abdichtung zwischen den Anode- und Kathodebechern weisen derartige Dichtungen weiterhin einen verjüngt zulaufenden Aufbau auf, wodurch sich eine lange und große Dichtungsfläche ergibt, durch die sich eine progressive Druckerhöhung längs dieser Dichtungsfläche ergibt. Hierdurch wird die Verriegelung der Anodenanordnung, des Separators und der Katalysatorelektrodenelemente in dem Kathodenbecher unterstützt und eine sehr wirksame Leck-dichte Anordnung geschaffen.

Zu weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen gehören die Verringerung der Wasserstoffentwicklung auf ein Minimum durch Anwenden eines Anodenbechers aus rostfreiem Stahl, der mit amalgamiertem Kupfer überzogen ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit in sehr einfacher Weise die Zelle während der Lagerung dadurch abzudichten, daß das Belüftungsloch mit Tesafilm verschlossen wird. Durch das Anwenden einer gelierten Zinkanodenpaste und eines Permion-Separators der angegebenen Art wird die Lebensdauer der Zelle während der Standzeit wesentlich verlängert. Das Anwenden einer mit Luft aktivierten Katalysatorkathode, die relativ billig ist, ermöglicht eine größere volumetrische Energiedichte (Kapazität).

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Claims

Patentansprüche

1. Metall-Luft-Zelle mit einem äußeren Metallbecher und einem inneren Metallbecher, der im Inneren des äußeren Metallbechers angeordnet ist,.sowie der innere Becher ein Elektrodenmaterial enthält, dadurch gekennzeichnet , daß eine polymere Dichtung zwischen der äußeren Wand des inneren Bechers und der inneren Wand des äußeren Bechers vorliegt, eine Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des äußeren Bechers angeordnet ist, ein Separator zwischen dem Elektrodenmaterial und der Katalysatorelektrode vorliegt, sowie ein druckempfindlicher Überzug auf der äußeren Wand des inneren Bechers und zwischen der äußeren Wand und der Dichtung angeordnet ist, der druckempfindliche Überzug ein Alkali-festes Elastomer ist, das sich durch die Fähigkeit unter Druckbeaufschlagung zu deformieren im wesentlichen ohne Rißbildung und Bildung von Hohlräumen auszeichnet und eine praktisch kontinuierliche Abdichtung ergibt.

2. Metall-Luft-Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Dichtung aus einem Alkylenpolymer ausgewählt aus Polyäthylen und Polypropylen besteht.

3. Metall-Euft-Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich n e t , daß der elastomere überzug ein druckempfindlicher Klebstoff ist.

4. Metall-Luft-Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t ,daß der elastomere überzug aus der Gruppe (1) selbsthärtendes niederes Alkylelastomer mit sich wiederholenden Kohlenstoffketten mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, modifiziert mit einem Phenolharz und (2) einem klebrigen Acrylharz ausgewählt ist.

5. Metall-Luft-Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeic h η et, daß die Dichtung eine Polypropylendichtung ist und der elastomere überzug aus der Gruppe aus (1) einem durch Phenolharz modifizierten selbsthärtenden Butjclelastomer und (2) einem klebrigen Acrylharz ausgewählt ist.

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6. Metall-Luft-Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug des Elastomer auf der Dichtung und auf der inneren Oberfläche des äußeren Bechers in Berührung mit der Katalysatorelektrode vorliegt.

7. Metall-Luft-Zelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug des Elastomer auf der Dichtung und auf der inneren Oberfläche des äußeren Bechers in Berührung mit der Katalysatorelektrode vorliegt.

8. Metall-Luft-Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung eine lange äußere Dichtungsoberfläche aufweist und nach unten verjüngt zuläuft, sowie längs der Oberfläche ein progressiver Druckanstieg erfolgt und die Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des äußeren Bechers zusammengedrückt wird.

9. Metall-Luft-Zelle nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Dichtung eine konvexe Krümmung an ihrem oberen Ende aufweist, das obere Kantenteil der Wand des äußeren Bechers gegen das obere gekrümmte Teil der Dichtung gebördelt ist.

10. Zink-Luft-Zelle mit einem äußeren Metallbecher und einem inneren Metallbecher, der im Inneren des äußeren Metallbechers angeordnet ist, sowie der innere Becher ein Elektrodenmaterial enthält, dadurch gekennzeichnet , daß eine polymere Dichtung zwischen der äußeren Wand des inneren Bechers und der inneren Wand des äußeren Bechers vorliegt, wobei die Dichtung ein elastisches Alkylenpchlymer aus der Gruppe Polyäthylen und Polypropylen ist, eine Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des äußeren Bechers angeordnet ist, ein Separtor zwischen dem Zinkelektrodenmaterial und der Katalysatorelektrode vorliegt, sowie ein druckempfindlicher überzug an der äußeren Wand des inneren Bechers und zwischen der äußeren Wand und der Dichtung angeordnet ist, der druckempfindliche überzug ein gegenüber KOH widerstandsfähiges Elastomer ist, das sich durch die Fähigkeit auszeichnet unter Druckbeaufschlagung eine Deformation zu erfahren,

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ohne daß eine Rißbildung oder Bildung von Hohlräumen eintritt und sich eine praktisch kontinuierliche Abdeichtung und eine praktisch leäkdichte Zellenkonstruktion ergibt.

11. Zink-Luft-Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der elastomere überzug aus der Gruppe (1) selbsthärtendes niederes Alkylelastomer mit sich wiederholenden Kohlenstoffketten mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, modifiziert mit einem Phenolharz und (2) einem klebrigen Acrylharz ausgewählt ist.

12. Zink-Luft-Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung eine Polypropylendichtung ist und der elastomere überzug aus der Gruppe aus (1) einem durch Phenolharz modifizierten selbsthärtenden ButyIelastomer und (2) einem klebrigen Acrylharz ausgewählt ist.

13. Zink-Luft-Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß ein überzug des Elastomer auf der Dichtung und auf der inneren Oberfläche des äußeren Bechers in Berührung mit der Katalysatorelektrode vorliegt.

14. Zink-Luft-Zelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß ein überzug des Elastomer auf der Dichtung und auf der inneren Oberfläche des äußeren Bechers in Berührung mit der Katalysatorelektrode vorliegt.

15. Zink-Luft-Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung eine lange äußere Dichtungsoberfläche aufweist und nach unten verjüngt zuläuft, sowie längs der Oberfläche ein progressiver Druckanstieg erfolgt und die Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des äußeren Bechers zusammengedrückt wird.

16. Zink-Luft-Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung eine lange äußere Dichtungsoberfläche aufweist und nach unten verjüngt zuläuft, sowie längs der Oberfläche ein progressiver Druckanstieg erfolgt und die Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des äußeren Bechers zusammengedrückt wird, die Dichtung eine konvexe Krümmung an ihrem oberen Ende aufweist, das obere Kantenteil der Wand des äußeren Bechers gegen das obere gekrümmte Teil der Dichtung gebördelt ist.

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17. Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Zinkelektrodenmaterial eine Zinkanodenpaste ist, die Carboxypolyäthylen als ein Gelierungsmittel enthält, die Katalysatorelektrode aus einer organischen, permeablen, flexiblen Verbundmembran, einem Katalysator und einem aus Metallnetz bestehendem Stromkollektor besteht.

18. Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Zinkelektrodenmaterial eine Zinkanodenpaste ist, die Carboxypolyäthylen als ein Gelierungsmittel enthält, die Katalysatorelektrode aus einer organischen, permeablen, flexiblen Verbundmembran, einem Katalysator und einem aus Metallnetz bestehenden Stromkollektor besteht, wobei die Dichtung eine scharfe obere äußere Kante für das Abschneiden des oberen Kantenteils des Verbundkörpers aufweist unter Freilegen des Stromkollektors, der mit der inneren Wand des äußeren Kathodenbechers in Berührung kommt.

19.Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die organische flexible Membran Polytetrafluoräthylen ist.

20. Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 17, dadurch g e k e η η -

ζ e i c hn e t , daß der Separator aus einem Paar Seperatorelementen besteht, wobei wenigstens eines derselben ein Copolymer aus Vinylchlorid oder Acrylnitril ist.

21. Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der Separator aus einem paar Separatorelementen besteht, wobei wenigstens eines derselben aus einem Pfropfcopolymer aus Acrylsäure auf einem Polyäthylenpolymer niedriger Dichte besteht.

22. Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß eine poröse faserförmige Matte unter der Katalysatorelektrode auf dem Boden des Kathodenbechers angeordnet ist, sowie der Boden des Kathodenbechers eine öffnung aufweist und gegenüber der Außenluft offen ist.

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23. Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et , daß der Kathodenbecher einen sich nach oben erstreckenden einteiligen Flansch im Abstandsverhältnis gegenüber der Wand des Bechers aufweist, sich die Dichtung in den Raum zwischen dem Flansch und der Wand des Anodenbechers und um den Flansch herum erstreckt, sowie der elastomere Überzug auf die Oberflächen des Flansches in Berührung mit der Dichtung aufgetragen ist.

24. Zinik-Luft-Minizelle nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et , daß der Anodenbecher aus mit Kupfer überzogenem rostfreiem Stahl besteht, wobei die Kupferoberfläche amalgamiert ist.

25. Zink-Luft-Minizelle, die praktisch leckdicht ist und einen äußeren Metallkathodenbecher und einen inneren Metallanodenbecher aufweist, wobei der Anodenbecher einen äußeren Durchmesser besitzt, der kleiner als der innere Durchmesser des Kathodenbechers ist, sowie die Anoden- und Kathodenbecher im wesentlichen senkrechte Seitenwände aufweisen, dadurch ge kennzeichnet , daß der Anodenbecher ein nach oben gebogenes Umfassungsteil besitzt, das sich senkrecht um den AnodenbechEr und im Abstandsverhältnis gegenüber der senkrechten äußeren Wand desselben erstreckt, ein erster elastomerer Klebstoffüberzug aus der Gruppe aus (1) mit Phenolharz modifiziertem selbsthärtendem Butylelastomer und (2) einem klebrigen Acrylharz auf der äußeren Wand des inneren Bechers und auf den Oberflächen des Umfassungsteils vorliegt, wobei der elastomere überzug gegenüber KOH widerstandsfähig ist und sich durch die Fähigkeit auszeichnet unter Druckbeaufschlagung eine Deformation zu erfahren oder zu kriechen, ohne daß praktisch eine Rißbildung oder Bildung von Hohlräumen eintritt, eine Polypropylendichtung über dem elastomeren überzug um das Umfassungsteil herum und in dem ringförmigen Raum zwischen dem Umfassungsteil und der benachbarten senkrechten Wand des Anodenbechersangeordnet ist, ein zweiter elastomerer Klebstoffüberzug der angegebenen Art auf der äußeren Oberfläche der Polypropylendichtung aufgebracht ist, sich in dem Anodenbecher Zinkanodenpaste befindet, die Paste Carboxy-

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polymethylen als Gelierungsmittel enthält, ein erstes Separatorteil vorliegt bestehend aus Folien aus einem Verbundkörper bestehend aus Cellophan und Pfropfcopolymer aus Acrylsäure auf Polyäthylen, der erste Separator in Berührung mit der Anodenpaste in dem Anodenbecher steht, ein zweites Separatorteil vorliegt bestehend aus Verbundfolien aus einem Copolymer aus Vinylchlorid und Acrylnitril, das zweite Separatorteilin Berührung mit dem ersten Separatorteil vorliegt und sich nach außen hin in Berührung mit der unteren Oberfläche der Dichtung erstreckt, eine Katalysatorelektrode in Berührung mit dem zweiten Separatorteil vorliegt und sich nach außen hin erstreckt, die Katalysatorelektrode aus einem Verbundkörper aus einer Polytetrafluoräthylenmembran besteht, darin ein Katalysator verteilt ist und ein aus Metallnetz bestehender Stromkollektor vorliegt, die äußeren Kantenteile der Katalysatorelektrode sich nach oben hin zwischen der Dichtung und der inneren Oberfläche des äußeren Kathodenbechers erstrecken, ein dritter elastomerer Klebstoffüberzug der angegebenen Art auf der senkrechten inneren Oberfläche des Kathodenbechers in Berührung mit der Katalysatorelektrode vorliegt, die Dichtung eine lange äußere Dichtungsoberfläche aufweist und nach unten hin verjüngt zuläuft, sowie längs dieser Oberfläche ein progressiver Druckaufbau erfolgt und die Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des äußeren Kathodenbechers zusammengedrückt wird, die Dichtung eine scharfe obere äußere Kante für das Abschneiden der oberen äußeren Kante der Verbundkatalysatorelektrode aufweist unter Freilegen des Stromkollektors, der in Berührung mit der inneren Wand des äußeren Kathodenbechers kommt, die Dichtung eine konvexe Krümmung an ihrem oberen Ende aufweist, sowie das obere Kantenteil der Wand des äußeren Bechers gegen das obere Teil der Dichtung gebördelt ist.

26. Zink-Luft-Minizelle nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet ,daß ein Saugpapier unter der Katalysatorelektrode auf dem Boden des Kathodenbechers angeordnet ist, der Boden des Kathodenbechers eine öffnung aufweist, durch die Luft in den Kathodenbecher eindringen kann.

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27. Verfahren zum Herstellen einer Metall-Luft-Zelle, bei dem ein innerer Metallbecher, der e'in Elektrodenmaterial enthält und eine polymere Dichtung an der äußeren Wand des inneren Bechers vorliggt, dadurch gekennzeichnet , daß ein elastomerer Überzug auf die äußere Wand des inneren Bechers zwischen der Wand und der Dichtung angeordnet wird, sowie dieser elastomere Überzug ein alkalifestes Elstomer ist, das sich durch die Fähigkeit auszeichnet unter Druckbeaufschlagung deformiert zu werden, ohne daß im wesentlichen Rißbildung oder Bildung von Hohlräumen eintritt, sowie ein Separator in Berührung mit dem Anodenmaterial in dem inneren Becher gebracht und eine flexible KatalysatorelektDode in Berührung iiit dem Separator gebracht wird, die sich von hier aus nach außen hin erstreckt, diese Anordnung benachbart zu dem oberen Ende eines äußeren Metallbechers gebracht wird und die Anordnung unter Beaufschlagen eines entsprechenden Drucks nach innen in den Metallbecher gedrückt wird, wobei die äußeren Kantenteile der Katälysatorelektrode zwischen die innere Oberfläche der Wand des äußeren Bechers und der Dichtung solange gedrückt werden, bis die Anordnung benachbart zu dem Boden des äußeren Bechers vorliegt, sowie anschließend das obere Kantenteil des äußeren Bechers über die obere Oberfläche der Dichtung gebördelt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine elastomere Polypropylendichtung ist, die eine lange äußere Dichtungsoberfläche besitzt und nach unten hin verjüngt zuläuft, sowie zu einer progressiven Druckerhöhung längs dieser Oberfläche und zu einem Zusammendrücken der Katalysatorelektrode zwischen der Dichtung und der inneren Wand des äußeren Bechers führt sobald die Anordnung nach unten in den äußeren Becher gedrückt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastomerer Überzug angewandt wird, der aus der Gruppe aus (1) einem selbsthärtenden niederen AlkyIelastomer mit sch wiederholenden Kohlenstoffketten von C₃ bis C_g modifiziert mit einem Phenolharz und (2) einem klebrigen Acrylharz ausgewählkt ist.

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30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekenn ze ichn e t , daß die Dichtung eine konvexe Krümmung an ihrem oberen

. Endteil aufweist, wobei das Bördeln des oberen Kantenteils der Wand des äußeren Bechers gegen das obere gekrümmte Teil der Dichtung erfolgt.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung angewandt wird, die eine scharfe obere äußere Kante aufweist und die obere äußere Kante der Katalysatorelektrode abgeschnitten wird, sobald die scharfe obere Kante in Berührung mit der Katalysatorelektrode gegen die innere Wand des äußeren Bechers kommt und hierdurch der Stromkollektor der Katalysatorelektrode freigelggt und in Berührung mit der inneren Wand des äußeren Kathodenbechers kommt.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der Dichtung und die innere Oberfiläche des äußeren Bechers ebenfalls mit einem alkalifesten elastomeren Überzug versehen werden.

33. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastomerer Überzug angewandt wird, der ein druckempfindlicher Klebstoff ist und aus der Gruppe aus (1) mit Phenolharz modifiziertem, selbsthärtenden Butylelastomer und (2) einem klebrigen Acrylharz besteht.

34. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Becher ein sich nach außen erstreckendes Flanschteil aufweist, das einstückig mit der Wand desselben verbunden ist, sowie der alkalifeste elastomere Überzug ebenfalls auf dieses Flanschteil aufgebracht und die Dichtung in und um das Flanschteil herum verriegelt wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle eine Zink-Luft-Minizelle ist, der innere Becher ein Zinkanodenpaste enthaltender Anodenbecher ist, der äußere Becher ein Kathodenbecher ist, die Katalysatorelektrode eine permeable Polytetrafluoräthylenmembran ist, die darin verteilt einen Katalysator aufweist und eine aus Metalldraht bestehende Stromkollektor besitzt, der Separator aus einer Kombination aus

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Separatoren besteht einschließlich eines Separatorteils aus einem Pfropfcopolymer aus Acrylsäure auf Polyäthylen und einem Separatorteil aus einem Copolymer aus Vinylchlorid und Acrylnitril, sowie der alkalifeste elastomere überzug aus der Gruppe aus (1) einem mit Phenolharz modifizierten selbsthärtendem Butylelastomer und (2) einem klebrigen Acrylharz ausgewählt ist.

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