DE2711284B2 - Vorrichtung zum Tränken gesinterter Elektroden für alkalische Akkumulatoren - Google Patents
Vorrichtung zum Tränken gesinterter Elektroden für alkalische AkkumulatorenInfo
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Description
Der Gegenstand der Erfindung ist aus dem Anspruch ersichtlich.
Die erfindungsgemäße Anlage kann bei der Herstellung von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren der meisten
Typen verwendet werden, sie sichert die Steigerung der Arbeitsproduktivität, die Stoffeinsparung und die
Vereinfachung der Technologie des Tränkens, insbesondere bei Bearbeitung von besonders dünnen bandförmigen
Halbzeugen für Elektroden von Akkumulatoren mit einer erhöhten spezifischen Energieintensität.
Die Steigerung der spezifischen Energie von alkalischen
Akkumulatoren mit gesintert, j Elektroden, z. B.
für Batterien, die im Flugweser, in Elektromobilen usw. Anwendung finden, wird haiiptsäci ich durch die
Herstellung von besonders dünnen Elektroden erreicht, die aus einem gesinterten bandförmigen Halbzeug nach
dessen Tränken, Formgebung und Reinigung von den Beimengungen ausgestanzt werden.
Ein bekanntes Verfahren zum Tränken von gesinterten Elektroden, die aus besonders dünnen bandförmigen
Halbzeugen mit einer Stärke der gelochten Metailunterlage
von ca. 20 bis 50 Mikrometer ausgestanzt werden, ist mit technologischen Schwierigkeiten verbunden, die
durch eine unzureichende Festigkeit solcher Bänder hervorgerufen sind. Man tränkt entweder einzelne
Elektroden oder Halbzeuge mit einer geringen Länge, die der Länge von 1 bis 3 Elektroden gleich ist, die aus
einem Sinterband vor dem Tränken ausgestanzt worden sind.
Das oben erwähnte Verfahren (siehe z. B. das Buch von M. A. Dasojan, W. W. Nowodershkin, F.F. Tomaschewski
»Herstellung von elektrischen Akkumulatoren«. 2. Ausgabe » Wysschaja schkola«, UdSSR, Moskau,
1970, S. 384-387, 393-395) besteht darin, daß die Halbzeuge manuell zu technologischen Kassetten mit
einem Spielraum zusammengebaut werden, der der Lösung eine freie Zirkulation zwischen den Nachbarhalbzeuqen
ermöglicht.
Die Kassetten mit den Halbzeugen werden zu Aufhängungen zusammengefaßt und die letzleren in
aktive Lösungen in einer bestimmten Reihenfolge, entsprechend der Technologie, untergebracht.
Diese Verfahren führt man in aggressiven Medien und bei Temperaturen bis I5O°C durch. Nach dem
Abschluß des Tränkens werden die Aufhängungen und Kassetten auseinandergenommen; die Halbzeuge unterwirft
man einer vorläufigen Handränigung und leitet sie
zur Formgebung und elektrochemischen und mechanischen
Reinigung weiter.
Das geschilderte Tränken erfordert einen großen •5 Handarbeitsaufwand, es hat eine geringe Leistung und
gibt keine Möglichkeit, die arbeitsaufwendigen Arbeitsgänge zu mechanisieren, und beim Ausstanzen von
Elektroden aus Meßhalbzeugen sind erhöhte Stoffabfälle unvermeidlich.
ίο Es ist ebenfalls bekannt, daß die französische Hrma
»Saft«, eine führende Firma in der Produktion von Akkumulatoren mit umhüllten Sinterelektroden, das
Tränken von bandförmigen Halbzeugen unter Anwendung eines Verfahrens durchführt, das darin besteht, daß
η das gesinterte bandförmige Halbzeug zu einer Rolle
aufgewickelt wird, in die zwischen den Windungen
Spiraldorne eingelegt werden, die die technologischen Spielräume für die Zirkulation der Lösung sichern.
Dabei sichern die Spiraldorne den Spielraum, ind^m sie
die Windungen des bandförmigen Halbzeuges an seinen Kanten halten.
Die Anlage zur Durchführung des genannten Verfahrens enthält Behälter mit aktiven Lösungen, in
denen die Aufhängung mit dem auf Spulen aufgewickel-
ten bandförmigen Halbzeug und Spiraldorne untergebracht sind, die technologische Spielräume zwischen
den Windungen bei der Aufwicklung des bandförmigen Halbzeuges aufspulen sichern.
Die Nachteile des oben geschilderten Verfahrens zum
Die Nachteile des oben geschilderten Verfahrens zum
m Tränken der bandförmigen Halbzeuge und der Anlage
zu dessen Durchführung sind die, daß das Verfahren und die Anlage das Tränken von besonders dünnen
bandförmigen Halbzeugen nicht ermöglichen, da die Kanten der Bänder mit einer Stärke der Metallunterla-
)5 ge von ca. 20 bis 50 Mikrometer über eine geringe
Festigkeit verfügen und nicht imstande sind, das bandförmige Halbzeug in den Spiraldornen festzuhalten
und folglich einen gleichmäßigen Spielraum zwischen den Windungen des bandförmigen Halbzeuges in seiner
4i) gesamten Breite zu sichern. Außerdem ist das Einlegen
der Bandkanten in die Spiralen bei der Aufspulung des Bandes mit der Anwendung spezieller Lenkvorrichtungen
verbunden, die eine genügende Elastizität der Bänder benötigen, und erfolgt mit einer geringen
Geschwindigkeit unter ständiger Aufsicht eines Arbeiters unter Anwendung von Handarbeit.
Die Aufwicklung der besonders dünnen Bänder mit einer geringen Festigkeit in diesem Verfahren wird
einen noch größeren Handarbeitsaufwand verlangen
5i> und ist wirtschaftlich unzweckmäßig.
Der Gedanke der chemischen Behandlung von Bändern in Lösungen durch Aufrollen zusammen mit
einer Ausbuchtungen aufweisenden bandförmigen Zwischenschicht ist schon lange bekannt, so z. B. aus der
Bekannt sind ferner Behandlungsverfahren unter Aufrollung eines Bandes durch Einlegen der Windungsenden in spiralig verlaufende Rinnen in den Spulenbakken,
wo die Fixierung der Windungen über die Kanten
mi des Bandes erfolgt.
Alle diese Verfahren sind für die Behandlung von dünnen, keine ausreichende Steifigkeit, Elastizität und
Festigkeit der Kanten aufweisenden Bändern, wie z. B. von Elektrodenbändern, deren Behandlung ja gerade
h-i der Zweck der crfindungsgciinißcn Anmeldung ist, nicht
akzeptabel.
Dies hängt damit zusammen, daß die dünnen Kanten des zu behandelnden Bandes dieses bei der Aufwicklung
nicht in den Rillen zu halten vermögen. Außerdem ist es
bei dem derzeitigen Stand der Technik nicht möglich, eine bandförmige Zwischenlage aus verformbarem
Material herzustellen, das Temperaturen bis zu 1500C
und aggressiven Lösungen standzuhalten in der lage
wäre. Die Zwischenschicht hat dabei nicht nur die einzelnen Windungen voneinander zu trennen, sondern
auch das freie Strömen der Lösung zwischen ihnen zu verhindern.
Aus dem oben Gesagten geht hervor, daß erfinduiigsgemäß
zum ersten Mal ein Verfahren zum Tränken von gesinterten porösen Elektrodenbändern geringer Dicke
in chemischen Lösungen für Elektroakkumulatoren beschrieben wird.
Der wichtigste Vorteil des Verfahrens besteht darin,
daß das Band zusammen mit dem auf der gesamten Breite und Länge angeordneten bandförmigen Abstandshalter
aufgerollt wird, wodurch ein Zwischenraum zwischen den einzelnen Windungen des Bandes
zwecks freier Strömung der Lösungen erzeugt wird.
Der Abstandshalter wird dabei aus einem verformbaren chemikalien- und hitzebeständigen Material hergestellt
Es ist zweckmäßig, das Trennstück aus einem Tetrafluoräthylen-Copolymer mit Äthylen z.B. durch
Druckguß herzustellen, wodurch die Haltbarkeit des Stückes in einem aggressiven Medium unu bei einer
Temperatur bis 2000C gesichert wird.
Das Verfahren zum Tränken von gesinterten Elektroden eines alkalischen Akkumulators und die
erfindungsgemäße Vorrichtung sichern die Steigerung der Arbeibproduktivität und die Senkung des Arbeitsaufwandes
beim Tränken von besonders dünnen Elektroden mit einer erhöhten spezifischen Energieintensität
dadurch, daß das Trennstück, das Ober der gesamten Breite und Unge des bandförmigen Halbzeuges
verteilt ist, das Tränken und die Reinigung der besonders dünnen Elektroden im bandförmigen Halbzeug
mit einer geringen Stärke und Festigkeit der Kanten ermöglicht, die Aufwicklung der Bänder aber
sich mechanisieren läßt, was im Vergleich zum manuellen Zusammenbau der Halbzeuge zu technologischen
Kassetten zur Senkung des Arbeitsaufwandes bei der Durchführung des Tränkprozesses um ein Fünf- bis
Achtfaches führt
Die Möglichkeit, bandförmige Halbzeuge zusammen mit dem Trennstück mit einer größeren Geschwindigkeit
aufzuwickeln, als es im oben geschilderten Analogbeispiel der Fall war, in dem die Aufwicklung der
Rolle durch das Einlegen der Windungen in Spiraldorne e; folgt, die die Windungen Hes bandförmigen Halbzeuges
an seinen Kanten halten, macht die Anwendung der erfindungsgemäßen Anlagen euch für das Tränken von
genügend starken und festen bandförmigen Halbzeugen ökonomisch rentabel.
Die Ausführung des Trennstückes aus einzelnen angelenkten Rahmen, die eine ununterbrochene Kette
bilden, ermöglicht die Herstellung der einzelnen Rühmen im Druckgußverfahren aus chemisch wärmebeständigen
Stoffen, bevorzugt fluorhaltigen, die eine ι hohe Haltbarkeit und F stigkeit und folglich eine lange
Lebensdauer de? Trennstücks sichern. Die Möglichkeit, einzelne Rahmen in der Kette des Trennelementes bei
ihrem Ausfall auszuwechseln, verringert die Betriebskosten für die Bedienung der erfindungsgemäßen Anlage. ι
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausflihrungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt
Fig, I eine Anlage zum Tränken der gesinterten Elektroden eines alkalischen Akkumulators, im Schnitt
(AusfOhrungsbeispiel mit einem Behälter);
Pig,2 eine Spule mit einem bandförmigen Halbzeug
und einem Trennstück während der Aufwicklung; F i g, 3 die Gesamtansicht des Trennstückes;
F i g, 4 dasselbe, Ansicht von der Stirnseite. Das Tränkverfahren besteht darin, daß gesinterte
bandförmige Elektrodenhalbzeuge zusammen mit einem Trennstück zu einer Rolle aufgewickelt werden,
indem das Trennstück über der gesamten Breite und Länge des bandförmigen Halbzeuges verteilt wird,
wodurch ein gleichmäßiger Spielraum zwischen den Windungen des bandförmigen Halbzeuges, unabhängig
von seiner Stärke und Festigkeit, und die Zirkulation der Lösungen zwischen den Windungen des bandförmigen
Halbzeuges gesichert werden. Danach führt man das Tränken des bandförmigen Halbzeuges unmittelbar in
der Rolle durch, die nacheinanderfolgend in Behälter mit verschiedenen Lösungen und in die Kammern mit
einem kontrollierbaren Medium untergebracht wird. Nach dem Abschluß des gesamten Trär.Vzyklus werden
das bandförmige Halbzeug und das Trennstück von der Rolle abgewickelt, gleichzeitig werden sie gespült,
mechanisch gereinigt und getrocknet
Danach wird das bandförmige Halbzeug entsprechend di.f Technologie zur weiteren Bearbeitung
geleitet und das Trennstück wird wiederholt verwendet. Es ist zweckmäßig, das Trennstück aus einem
Tetrafluoräthylen-Copolymer mit Äthylen z. B. durch den Druckguß herzustellen, wodurch die Haltbarkeit
des Trennstückes und seine lange Lebensdauer bei mehrfacher Verwendung unter den Bedingungen einer
hohen Aggressivität der aktiven Lösungen und einer hohen Temperatur in den Kammern mit einem
kontrollierbaren Medium erhöht werden.
Die Anwendung eines Trennstückes, das über der gesamten Breite des bandförmigen Halbzeuges bei ihrer
gemeinsamen Aufwicklung zur Rolle verteilt ist, ermöglicht das Tränken der gesinterten Elektroden mit
einer geringen Stärke und Festigkeit im bandförmigen Halbzeug, wodurch die Steigerung der Arbeitsproduktivität
und die Senkung des Arbeitsaufwandes gesichert werden, da sich die Aufwicklung der Rollen mechanisieren
läßt.
Die Anwendung eines Trennstückes, das aus fluorhaltigen
Stoffen hergestellt ist, die über eine hohe chemische, mechanische und Wärmebeständigkeit verfugen,
verringert die Produktionskosten.
Das Verfahren zum Tränken der gesinterten Elektroden eines alkalischen Akkumulators in einem bandförmigen
Halbzeug gibt die Möglichkeit, Hilfsarbeätsgänge zu mechanisieren und kann in der nachstehend
geschilderten Anlage verwirklicht werden.
D.e erfindungsgemäße Anlage zum Tränken der
gesinterten Elektroden eines alkalischen Akkrmulato,-s umfaßt einen Satz von Behältern 1 (in F i g. 1 ist ein
Behälter dargestellt, die anderen sind ähnlich), die mit verschiedenen aktiven Lösungen gefüllt sind und in die
der Reihe nach, entsprechend der Technologie, eine Aufhängung 2 mit dem zu bearbeitenden bandförmigen
Halbzeug untergebracht wird. (Möglich ist die Ausführung der Anlage mit einem Behälter in dem
nacheinanderfolgend aktive Lösungen ausgewechselt werden, die Aufhängung aber bleibt unbeweglich
während der gesamten Bearbeitung des bandförmigen Halbzeuges.). Die Aufhängung 2 enthält einen Satz von
den Spulen 3 (Fiel, 21. auf die die bandförmige
Halbzeugelektrode 4 (Fig. 2) zusammen mi! einem Trennstück 5 aufgewickelt sind. Das Trennstück 5
(Fig. 2, 3, 4) besteht aus Rahmen 6 mit den ösen 7
(Fig. 3) einerseits und mit Gegenösen 8 andererseits. Bei der Koinzidenz der ösen 7 und 8 der Naehbarrah- >
men 6 und bei ihrer Verbindung durch einen Stab 9 entstehen Gelenkverbindungen, die eine Kette aus den
Rahmen 6 zusammenstellen. An der Oberfläche der Lijngs- und Querstreifen jedes Rahmens 6 sind
beiderseits Erhebungen 10 ausgeführt (bevorzugt ι ο sphärische), die den vorgegebenen technologischen
Spielraum zwischen den Windungen des bandförmigen Halbzeuges 4 (Fig.2) bei gemeinsamer Aufwicklung
sichern und eine freie Zirkulation der Lösungen zwischen den Nachbarwindungen der bandförmigen
Halbzeugelektrode 4 ermöglichen.
Dabei darf sich die Gesamthöhe zweier koaxialer Erhebungen !0 'F i ·». 4* von der Höhe 'i™ '"'ucrschni"*
der Gelenkverbindung der ösen 7 und 8 der Nachbarrahmen 6 nicht, unterscheiden. >a
Es ist wünschenswert, die Nachbaransätze 10 an den Querstreifen der Rahmen 6 durch Rippen U zu
verbinden, die eine Bandbiegung bei seiner Aufwicklung mit Spannung verhindern.
Die Aufhängung 2 (Fig. 1) stellt einen Schaft 12 dar, r>
auf den die Spulen 3 aufgesetzt sind und der an einem Ende durch eine Stützscheibe 13 begrenzt ist und am
anderen Ende eine öse 14 für die Verbindung mit dem Haken eines Hebezeugs (in den Zeichnungen nicht
gezeigt) bei der Beförderung der Aufhängung 2 hat. jo
Der Behälter 1 ist mit einem Deckel 15 begrenzt und hat Stutzen, die an ein Ventilationssystem und an Mittel
für Erwärmung, Auffüllung mit Lösungen und Entleerung des Behälters 1 angeschlossen werden (in den
Zeichnungen nicht gezeigt). r>
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anlage ist wie folgt:
Vor dem Tränken wird die bandförmige Halbzeugelektrode 4 (Fig. 2) zusammen mit dem Trennstück 5
auf die Spule 3 aufgewickelt (z. B. an einem Mechanis- ·»"
mus mit drei Wellen, von denen mindestens die eine mit einem Antrieb verbunden ist und zwei andere eine
Bremsvorrichtung haben) und die Enden der bandförmigen Halbzeugelektrode 4 und des Trennstückes 5
werden befestigt, indem sie z. B. mit einer Schnur zusammengebunden werden.
Die aufgewickelten Spulen 3 werden auf den Schaft 12 (Fig. 1) aufgesetzt, wonach die zusammengebaute
Aufhängung 2 in den Behälter I mit einer aktiven Lösung untergebracht wird.
Das Tränken führt man entsprechend der Technologie durch, man bringt die Aufhängung 2 nacheinandexfolgend
in verschiedene aktive Lösungen mit vorgegebener Haltezeit in diesen Lösungen unter.
Nach dem Tränken, der Spülung und Trocknung wird die Aufhängung 2 auseinandergenommen, das Band von
den Spulen 3 abgewickelt und einer mechanischen, elektrochemischen Reinigung und Formgebung, entsprechend
der Technologie, unterzogen.
führung des Verfahrens zum Tränken der gesinterten Elektroden eines alkalischen Akkumulators mit einer
geringen Stärke und Festigkeit im bandförmigen Halbzeug 4 dadurch, daß das Trennstück 5 aus den
einzelnen Rahmen 6 ausgeführt ist. die die Möglichkeit geben, diese im Druckgußverfahren mittels hochleistungsfähiger
Ausrüstung aus fluorhaltigen Stoffen herzusccllen.
Die Ausführung des Trennstückes 5 in der Art von den angelenkten Rahmen 6, die eine Kette mit
vorgegebener Länge bilden, gestattet es, die Aufwicklung der bandförmigen Halbzergelektrode 4 und des
Trennstückes 5 durch ein mechanisiertes Verfahren mit einer hohen Leistung durchzuführen.
Die Ausführung des Trennstückes 5 aus den Rahmen 6, die durch Längs- und Querstreifen streifen von einer
geringen Stärke mit den Erhebungen 10 beiderseits gebildet sind, sichert einen gleichmäßigen Spielraum
zwischen den Nachbarwindungen der bandförmigen Halbzeugelektrode 4, unabhängig von seiner Stärke und
Festigkeit und gleichzeitig verhindert sie nicht die Zirkulation der aktiven Lösungen zwischen den
Windungen der bandförmigen Halbzeugelektrode 4.
Claims (1)
- Patentanspruch;Vorrichtung zum Tränken gesinterter Elektroden für alkalische Akkumulatoren, die einen BebäUer mit aktiver Lösung enthält, in dem sich eine Aufhängung für die Halbzeugelektrode befindet, die in der Art eines Spulensatzes zur Aufwicklung des bandförmigen Halbzeugs auf jede Spule mit einem durch Trennstück gebildeten technologischen Spielraum zwischen den Windungen ausgeführt ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Trennstücke (5) aus einzelnen angelenkten Rahmen (6) ausgeführt sind, die eine Kette mit vorgegebener Länge bilden und mit Erhebungen (10) beiderseits der Längs- und Querstreifen versehen sind, aus denen der Rahmen (6) besteht, wodurch die Zirkulation der aktiven Lösung zwischen den Windungen der bandförmigen Halbzeugelektrode (4) gesichert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2711284A DE2711284C3 (de) | 1977-03-15 | 1977-03-15 | Vorrichtung zum Tränken gesinterter Elektroden für alkalische Akkumulatoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2711284A DE2711284C3 (de) | 1977-03-15 | 1977-03-15 | Vorrichtung zum Tränken gesinterter Elektroden für alkalische Akkumulatoren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2711284A1 DE2711284A1 (de) | 1978-09-21 |
DE2711284B2 true DE2711284B2 (de) | 1980-07-03 |
DE2711284C3 DE2711284C3 (de) | 1981-07-16 |
Family
ID=6003702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2711284A Expired DE2711284C3 (de) | 1977-03-15 | 1977-03-15 | Vorrichtung zum Tränken gesinterter Elektroden für alkalische Akkumulatoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2711284C3 (de) |
-
1977
- 1977-03-15 DE DE2711284A patent/DE2711284C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2711284A1 (de) | 1978-09-21 |
DE2711284C3 (de) | 1981-07-16 |
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