DE2828818A1 - Bauteilgruppen fuer galvanische elemente und daraus hergestellte galvanische elemente - Google Patents

Bauteilgruppen fuer galvanische elemente und daraus hergestellte galvanische elemente

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Description

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Die Erfindung "betrifft eine Bauteilgruppe für galvanische Elemente, daraus hergestellte Elemente und Batterie» sowie Verfahren und Stoffzusammensetzungen zu deren Herstellung.
Dünne flache schichtförmige galvanische Zellen sind seit Jahren bekannt; ursprünglich hatten die Einheitesa einen hohen Innenwiderstand. Beispielsweise wurden aus vielen dieser Zellen Batterien mit hohen Spannungen und großes Widerständen bei Belastung hergestellt, z.B. als Aa&denbatterien für Vakuumröhren in tragbaren Rundfunkgeräten. Später wurde eine aus vier Zellen bestehende Batterie dieses allgemeinen Typs mit niedrigem Innenwiderstand entwickelt, die nunmehr in den Polaroid SX-70-Filmpacfcs als Stromquelle für automatische und selbstentwickelnde Kameras, wie die Polaroid SX-70-Land-Kamera, verwendet werden.
In neuester Zeit wurde eine Schichtbatterie mit sehr geringem Widerstand und äußerst hohen EntladestrO»- stärken entwickelt. Eine solche Batterie ist Gegenstand der US-Patentanmeldung 761 651- In dieser Patentanmeldung sind Schichtzellen (Laminatzellen) beschrieben, die trockene "Pflasteranoden" (patch anodes) enthalten, welche aus einer porösen Masse von Zinkteilchen geformt sind, die mit Hilfe eines Bindemittels an einer leitenden Kunststoffunterlage befestigt und mit einer Schient eines Gelelektrolyten bedeckt und benetzt sind. Diese Zellen enthalten ferner Separatoren aus regenerierter Cellulose und Kathoden In Form einer feuchten Masse». die Mangandioxid- und Kohleteilchen enthalten, weiche
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in einer wäßrigen Elektrolytlösung dispergiert sind.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Vereinfachung der Konstruktion und damit der Herstellung von Schichtbatterien (laminar batteries), wobei gleichzeitig der niedrige Innenwiderstand und die hohe EntladeStromstärke der Batterien nach der US-Patentanmeldung 761 651 möglichst weitgehend erhalten bleiben sollen.
Eine weitere Alternative zur Vereinfachung der Herstellung von Schichtzellen und Batterien ist in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P
(US-Patentanmeldung 811 469; unser Zeichen:3920-1-10.360) angegeben. Nach dieser Patentanmeldung wird ein aus drei Schichten bestehendes Laminat dadurch hergestellt, daß man ein Separatorvlies mit einer Schicht von aktiven Elektrodenteilchen und die so gebildete Elektrodenschicht mit einer Schicht von leitfähigem Kunststoff überzieht. Stücke dieses Laminats können dann als dreiteilige Bauteilgruppen am Elektrodenende oder als dreiteilige Bauteilgruppen zwischen den Zellen dienen. Die Herstellung wird auf diese Weise beträchtlich vereinfacht, da man keine einzelnen Separatoren zu verarbeiten braucht. Weiterhin werden viele der bei der Herstellung von Batterien mit aufgedruckten "Pflasterelektroden" auftretenden Schwierigkeiten vermieden.
Insbesondere wenn das Dreischichtenlaminat mit regenerierter Cellulose (Cellophan) als Separatormaterial hergestellt wird, können Batterien mit sehr niedrigem Innenwiderstand erhalten werden. Die regenerierte Cellulose scheint jedoch bei der Benetzung mit dem wäßrigen Elektrolyten während des Zusammenbaus der
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Batterie ein anderes Verhalten zu zeigen, wenn sie als Teil eines Dreifachlaminats verwendet wird, wie in der vorstehend angegebenen Patentanmeldung P (US-Patentanmeldung 811 469) als wenn sie als Teil einer vorgeformten Anordnung aus Separator und Rahmen verwendet wird, wobei die regenerierte Cellulose an den Rahmen angeheftet wird, wie es in der genannten US-Patentanmeldung 761 651 angegeben ist. Bei beiden Laminaten werden die Bindungen mit der regenerierten Cellulose zerstört, wenn diese durch den wäßrigen Elektrolyten befeuchtet wird und quillt. Beim Aufschneiden der beiden unterschiedlich aufgebauten Batterien wurde festgestellt, daß bei der Anordnung nach der US-Patentanmeldung 761 651 die eingerahmte regenerierte Cellulose ein welliges, gekräuseltes Aussehen zeigte, wobei flache, aber deutlich sichtbare Kämme oder Grate und Mulden festgestellt wurden. Bei den Dreifachbatterien bleibt Jedoch die Celluloseschicht eben und somit in inniger Berührung mit den Elektrodenschichten an beiden Seiten, obgleich sie sich von der Jeweiligen Elektrodenschicht, mit der sie verbunden war, gelöst hat.
Eine Erklärung dafür, daß die eingerahmten Cellulosebatterien nach der US-Anmeldung 76I 651 trotz der Kräuselung der Celluloseschicht einen sehr niedrigen Widerstand haben, ist wahrscheinlich darin zu sehen, daß die Kämme und Mulden durch die Schicht des viskosen Gelelektrolyten (gewöhnlich mehr als etwa 0,13 mm stark), die bei der Herstellung der Batterien nach der US-Anmeldung 761 651 zwischen der Cellulose und der Elektrode auf der Anodenseite angebracht wird, ausgeglichen werdai.Wie auch immer die genaue Erklärung lautet, so ist Tatsache, daß mit beiden Anordnungen ausgezeichnete
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Batterien erhalten werden können, daß aber das Dreifachlaminat in verschiedener Hinsicht leichter hergestellt werden kann.
Andererseits ist es bei dem Dreifachlaminat schon von der Sache her notwendig, eine bessere Abdichtung zu schaffen als bei der Anordnung, bei der sich die regenerierte Cellulose in einem Rahmen befindet. Da die Cellulose feucht wird, quillt und sich von der aufgebrachten Elektrodenschicht ablöst, obwohl sie damit noch in Berührung steht, und da die Elektrodenschicht bis zu den Rändern der Celluloseschicht reicht, besteht prinzipiell noch die Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den Elektroden, weshalb auf Einzelheiten besonders geachtet werden muß, sowohl hinsichtlich der Gestaltung der Randabdichtung als auch hinsichtlich der hierfür angewendeten Herstellungsverfahren. Ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vereinfachung der Herstellung von Schichtbatterien mit Celluloseseparatoren, ohne daß der Schutz gegen Kurzschlüsse zwischen den Elektroden, wie er für die Anordnung mit der eingerahmten Cellulose charakteristisch ist, verlorengeht.
Kurz gesagt, beruht die Erfindung auf dem Gedanken, daß bei der Einfügung von Separatoren aus regenerierter Cellulose (Cellophan) in Schichtzellen als getrennte Elemente anstatt der vorherigen Anbringung an Rahmen, es möglich wird, die Gelelektrolytschicht wegzulassen und trotzdem eine Zelle mit guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften zu erhalten.
Dieses Ergebnis ist überraschend, da man bisher der Ansicht war, daß eine Gelelektrolytschicht angrenzend an eine trockene "Pflasterelektrodenschicht" eine wesentliche Haftfunktion in einer Schichtzelle ohne äußere Druckelemente erfüllte. Diese Theorie wird beispielsweise in der US-PS 3 770 504, die eine aus mehreren Zellen bestehende Batterie mit hohem Entladestrom betrifft, näher ausgeführt. Auch wurde, wie vorstehend ausgeführt, besonders bei Zellen mit Celluloseseparatoren angenommen, daß eine Kräuselung des Separators beim Benetzen eine naturbedingte Eigenschaft war, unabhängig von der Spezialbehandlung des Einbaus in eine Dreifachstruktur, wobei die Ausgleichsoder Kompensationsfunktion des Gels erforderlich erschien.
Eine Batterie gemäß der Erfindung entspricht im allgemeinen dem Typ der Batterie nach der US-Patentanmeldung 761 651, wobei jedoch kein Gelelektrolyt verwendet wird, der breiartigen Kathodenmasse vorzugsweise ein Passivierungsmittel, wie Quecksilberchlorid, zugesetzt wird und vorzugsweise eine etwas feuchtere breiartige Kathodenmasse verwendet wird. Weitere spezielle Ausführungsformen sind nachstehend beschrieben.
Wenn erfindungsgemäß der Gelelektrolyt weggelassen wird, so fällt eine Herstellungsstufe weg, d.h. das Aufbringen des Gelelektrolyten auf eine Zelle, wodurch die Herstellung beträchtlich vereinfacht, die Produktionskapazität erhöht und die Herstellungskosten gesenkt werden. Es wurden auf diese Weise Batterien mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften erhalten.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung durch verschiedene Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht und ein Vliesdiagramm, welches die Herstellung einer laminierten Bauteilgruppe zur Herstellung von Batterien gemäß der Erfindung erläutert;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die Bauteilgruppe von Fig. 1 nach der Linie 2-2 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht und ein Vliesschema zur Erläuterung der Herstellung einer zweiten Bauteilgruppe für die Herstellung von Batterien gemäß der Erfindung;
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch die
gemäß Fig. 3 hergestellte Bauteilgruppe nach der Linie 4-4 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht mit Block- und Vliesdiagramm zur Erläuterung der Herstellung einer Batterie aus den Bauteilgruppainach den Fig. 1 bis 4; und
Fig. 6 einen Teilquerschnitt (mit weggebrochenen Teilen) nach der Linie 6-6 von Fig. 5 in vergrößertem Maßstab, wobei Einzelheiten auf dem Inneren einer erfindungsgemäßen Batterie erkennbar sind.
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Nach Fig. 1 kann eine Bauteilgruppe in Form einer anodenseitigen Halbzelle als eine bequeme Baueinheit zur Herstellung von Batterien gemäß der Erfindung ausgebildet werden. Diese Bauteilgruppe besteht aus einem äußeren Anschlußblech aus Metall (metal terminal sheet) 1 aus verzinntem Stahl, Aluminium od. dgl., zweckmäßig mit einer Dicke von etwa 0,05 mm, auf welche eine leitende Kollektorfolie 2 aus Kunststoff auflaminiert ist, die ebenfalls etwa 0,05 mm dick sein kann und ein mit Kohle gefülltes thermoplastxsches Material darstellen kann, beispielsweise ein an sich bekanntes, mit Kohlenstoff gefülltes Vinylharz, das unter dem Warenzeichen Condulon von der Firma Pervel Industries, Inc. vertrieben wird.
Auf die Kollektorfolie 2 wird in an sich bekannter Weise eine trockene "Pflasteranode" (patch anode) 3 aufgebracht, die gewöhnlich eine etwa 12,7 bis 25,4/um (1/2 - 1 mils) starke Schicht von Zinkpulver darstellt, die mit Hilfe eines polymeren Bindemittels an der leitenden Kunststoffunterlage befestigt ist und eine dünne, starre poröse Masse bildet. Über das Anodenpflaster (Anodenfleck) 3 wird eine Separatorfolie 4 aus regenerierter Cellulose (Cellophan), z.B. eine etwa 34/um (1,34 mil) starke Folie des Handelsprodukts PUD-0-Cellophane der Firma E.I. DuPont DeNemours Co., Wilmington, Delaware, gelegt. Diese Folie ist in den beiden Hauptabmessungen vorzugsweise größer als das Anodenpflaster, so daß um das Anodenpflaster ein isolierender Bereich geschaffen wird, der verhindert, daß die Anodenteilchen mit Kathodenteilchen oder anderen leitenden Schichten (ausgenommen die Stromkollektorfolie 2) in Kontakt kommen.
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Über die Separatorfolie 4 wird ein Rahmen 5 aus einem isolierenden Material gelegt, z.B. ein in der Hitze schmelzendes Klebmaterial wie Versalon 1140-Polyamidharz (Hersteller General Mills Co., Minneapolis, Minnesota) oder Polyvinylchlorid od. dgl. Die Hauptabmessungen des Rahmens 5 können in der fertigen Batterie etwas größer sein als die der angrenzenden Schichten.
Wie dargestellt, kann ein Teil des Anschlußblechs 1 und der leitenden Kunststoff-Folie 2 über den Rahmen 5 hinausragen, so daß er bei der Fertigstellung der Batterie in an sich bekannter Weise über die Anode gefaltet werden kann. Der Rahmen 5 kann beispielsweise eine Dicke von etwa 0,5 mm (20 mils) haben. Wenn sich die Teile in der in Fig. 1 rechts dargestellten Position befinden, ist der Rahmen 5 nach Anwendung von Hitze und Druck mit der leitenden Kollektorfolie 2 verschweißt, womit die Bauteilgruppe 6 fertiggestellt ist. Diese wird dann in der nachstehend angegebenen Weise zum Zusammenbau der Batterie verwendet.
Beim Verschweißen des Rahmens 5 mit der Kollektorfolie soll der Separator 4 straff über der Anode 3 und den angrenzenden Rändern des Stromkollektors 2 gehalten werden, wie es in Fig. 2 angedeutet ist, so daß die Luft vollständig ausgeschlossen wird und die Cellophanfolie beim Verschweißen straff und eben liegt. Während dieses Arbeitsganges werden zwischen dem Separator 4 und dem Rahmen 5 sowie zwischen dem Separator 4 und der leitenden Kunststoff-Folie 2 temporere Verbindungen erzeugt. Der Unterschied zwischen dieser Arbeitsweise und der Verwendung eines Cellophanseparators, der vorher mit dem Rahmen verbunden wurde, besteht darin,
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daß im letzteren Fall ungleichmäßige Kräfte in der Vorverbundstruktur auftreten, die einen gleichmäßigen Kontakt der Cellophan-Folie mit der Anodenoberfläche verhindern, wenn die leitende Kunststoff-Folie mit dem Rahmen verbunden wird. Ist die Cellulosefolie ursprünglich frei und wird sie während des Verschweißens straff über die Anode gehalten, so zeigt sie nach dem Benetzen eine geringere Kräuselneigung, und sie kann praktisch eben gehalten werden, wenn nur etwas darauf geachtet wird, daß beim Zusammenbau der Batterie keine Luft zwischen dem Separator und dem Anodenpflaster 3 eingeschlossen wird. Eine weitere Möglichkeit, um praktisch zu dem gleichen Ergebnis zu gelangen, besteht darin, die Verbindungs- ader Verschweißfläche zwischen dem Rahmen und der leitenden Kunststoff-Folie auf die Bereiche jenseits der Ränder des Separators 4 zu beschränken.
Fig. 2 zeigt die wesentlichen Elemente der Bauteilgruppe im Schnitt. Wie dargestellt, ist im Rahmen 5 eine rechteckige Öffnung 7 vorgesehen, die praktisch mit der Elektrodenfläche, die durch das Anodenpflaster 3 dargestellt wird, in Deckung steht. Der Separator 4 erstreckt sich über die Begrenzungen dieser Öffnung und der Anode, so daß eine Wanderung von Teilchen des Anodenmaterials, derart, daß sie mit unerwünschten Teilen der Zelle und mit Verbindungselementen zwischen den Zellen (die nachstehend noch beschrieben werden) in Kontakt kommen,vermindert wird.
Fig. 3 erläutert die Herstellung einer zwischen den Zellen anzuordnenden Bauteilgruppe, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Batterien geeignet ist. Die Herstellung dieser Bauteilgruppe beginnt mit dem Aufbringen eines Anodenpflasters 10 auf einen Zwischenzellen-Konnektor 11 aus leitendem Kunststoff. Der
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Konnektor 11 kann aus dem gleichen Material bestehen und die gleiche Dicke haben wie der vorstehend beschriebene Zellenstromkollektor 2, und auch das Anodenpflaster kann aus dem gleichen Material wie das vorstehend beschriebene Anodenpflaster in der gleichen Form aufgebaut sein und die gleiche Größe haben.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird als nächstes ein Rahmen 13 auf den Zwischenzellen-Konnektor 11 gelegt. Der Rahmen 13 kann aus dem gleichen Material und den gleichen Abmessungen wie der vorstehend beschriebene Rahmen 5 sein; er ist vorzugsweise etwas größer als der Zwischenzellen-Konnektor 11 in den beiden Hauptabmessungen, um einen unerwünschten Kurzschluß zwischen dem Zwischenzellen-Konnektor 11, dem angrenzenden Zwischenzellen-Konnektor in der nächsten Zelle und den Anoden- und Kathoden-Kollektoren zu verhindern. Der Rahmen 13 ist über dem Separator 12 mit dem Zwischenzellen-Konnektor 11 verschweißt, wie es vorstehend im Zusammenhang mit dem Separator 5 beschrieben wurde, wobei die gleichen Vorsichtsmaßnahmen getroffen wurden, um ein Kräuseln des Cellophans beim Verschweißen zu vermeiden. Man erhält eine Zwischenzellen-Bauteilgruppe 14, von der eine beliebige Anzahl verwendet werden kann, um eine Batterie mit der gewünschten Spannung herzustellen. Drei Bauteilgruppen 14 können zur Herstellung einer aus vier Zellen bestehenden Batterie verwendet werden, wie es nachstehend noch beschrieben wird.
Fig. 4 zeigt nähere Einzelheiten der Bauteilgruppe Man erkennt, daß die gleichen Beziehungen zwischen der Öffnung 15 im Rahmen 13, dem Anodenpflaster 10 und dem Separator 12 wie bei der vorstehend beschriebenen anodenseitigen Bauteilgruppe bestehen.
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Fig. 5 erläutert den Zusammenbau einer Batterie aus den vorstehend angegebenen Bauteilgruppen. Man erkennt, daß die Batterie beginnend mit der Anode oder beginnend mit der Kathode zusammengebaut werden kann, was von Überlegungen abhängt, die nicht Gegenstand der Erfindung sind.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Arbeitsweise beginnt der Zusammenbau mit der Anode zuerst, wobei die erste Stufe die Extrudierung der breiartigen Kathodenschicht (Kathodenpaste) auf eine der Bauteilgruppen 14 umfaßt. Wie schon gesagt, sind drei dieser Bauteilgruppen für eine Batterie mit vier Zellen erforderlich. In Fig. sind diese Bauteilgruppen in Verbindung mit den jeweiligen Komponenten mit den Buchstaben a, b und £ gekennzeichnet.
In einem geeigneten Behälter 20 wird eine breiartige Kathodenmasse oder Kathodenpaste vorrätig gehalten. Diese Kathodenpaste kann eine beliebige, geeignete Zusammensetzung haben; es wird jedoch vorzugsweise eine Kathodenpaste verwendet, wie sie gattungsmäßig in der US-Patentanmeldung 761 657 genannt ist, der jedoch noch Elektrolyt sowie ein Passivierungsmittel, wie Quecksilberchlorid, zugesetzt ist. Eine geeignete und z.Zt. bevorzugte Zusammensetzung ist nachstehend angegeben (Anteile in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste):
MhO2 47
Ruß* 6
H2O 30
ZnCl2 5
HgCl2 2
NH4Cl 10
Ge s amtmenge 100
♦Handelsprodukt der Firma Shawinigan Products Corp., New York. Das Produkt nach diesem und den folgenden Beispielen liegt in der hundertprozentig verdichteten Form vor.
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Die Paste wird in beliebiger Weise aus dem Behälter 20 in einen Extruder 21 gepumpt. Da bei einer Batterie mit vier Zellen drei Bauteilgruppen 14 erforderlich sind, können, falls gewünscht, drei Extruder verwendet werden. Wie in Fig. 5 angedeutet ist, wird mit Hilfe des Extruders 21 eine Schicht 22 der Kathodenpaste auf das Zwischenzellen-Verbindungsteil 11 aus leitfähigem Kunststoff aufgebracht, und zwar innerhalb eines Bereichs, der durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, und auf der dem Separator 12 gegenüberliegenden Seite über einen Bereich, der in seinen Abmessungen praktisch mit denen des Anodenpflasters 10 in den Fig. 3 und 4 übereinstimmt .
Wie in Fig. 5 angedeutet ist, wird die erste Bauteilgruppe 14, nachdem sie mit einer Kathodenpastenschicht 22a versehen worden ist (vgl. Fig. 6), umgekehrt auf die Bauteilgruppe 6 gelegt, wobei die Kathodenpastenschicht mit der Öffnung 7 im Rahmen 5 zur Deckung gebracht wird. Man erhält als weitere Bauteilgruppe eine vollständige Endzelle, die in Fig. 5 mit der allgemeinen Bezugszahl 23 versehen ist. Als nächstes wird dann eine weitere Bauteilgruppe 14b mit der Kathodenpaste 22b umgekehrt über die Bauteilgruppe 23 gelegt, wobei die Kathodenmasse in der gleichen Weise wie oben in die Öffnung 7a des Rahmens 13a kommt. Dieser Teil des Zusammenbaus ist mit der Hinzufügung der dritten Bauteilgruppe 14c beendet, wobei die in Fig. 5 im allgemeinen mit 24 bezeichnete Bauteilgruppe erhalten wird.
Als nächstes wird eine kathodenseitige Bauteilgruppe hergestellt, indem eine Kathodenschicht 22c über die Oberfläche einer Kathodenende*-Bauteilgruppe extrudiert wird, die einen Stromsammler 25 aus leitendem Kunststoff
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enthält, der auf ein leitendes Anschlußblech 26 aus Metall auflaminiert ist. Die Werkstoffe und Stärken der Folien bzw. Bleche 25 und 26 können denen der Elemente 2 bzw. 1 am anodenseitigen Ende entsprechen. Die kathodenseitige Bauteilgruppe enthält eine Folie oder ein Blatt 28 aus einem geeigneten Isoliermaterial, z. B. aus Kraftpapier od. dgl. mit einer Stärke von etwa 0,13 mm (5 mil), das bereits mit dem Anschlußblech 26 aus Metall verbunden ist. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, kann das Isolierblatt 28 mit einer Öffnung 29 versehen sein, um in üblicher Weise einen elektrischen Kontakt mit dem kathodenseitigen Anschlußblech 26 zu erzeugen.
Die vollständige kathodenseitige Halbzelle ist im allgemeinen als Bauteilgruppe 27 bezeichnet. Diese wird umgekehrt über die Bauteilgruppe 24 gelegt, wobei die Kathodenschicht 22c mit der freiliegenden Fläche des Separators 4c zur Deckung kommt.
Die beschriebene Bauteilgruppe stellt eine fast fertige Batterie dar, die in Fig. 5 mit der allgemeinen Bezugszahl 30 versehen ist; sie ist lediglich noch nicht verschweißt und endgültig verpackt. Fig. 6 zeigt den inneren Aufbau der Batterie 30 nach dem Verschweißen oder Versiegeln und dem Umbiegen des freiliegenden anodenseitigen Anschlußblechs 1 und des Kollektors 2 aus leitendem Kunststoff, um einen Anschluß zu erzeugen, der auf derselben Seite wie das Kathodenanschlußblech 25 liegt. Wie in Fig. 6 angedeutet ist, wird vor dem endgültigen Versiegeln vorzugsweise eine Kunststoff-Deckschicht 32 (glassine overwrap layer) aufgebracht, und zwar in entsprechender Weise und für denselben Zweck, wie es in der US-Patentschrift 4 019 251 beschrieben ist.
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Es kann erwünscht sein, den Zusammenbau der Batterie mit der Kathodenanschluß-Bauteilgruppe (Isolierblatt 28, Metallanschluß 26 und Kathodenstromkollektor 25) zu beginnen. Diese Arbeitsweise ist besonders erwünscht, wenn das Isoliermaterial 28 den Teil eines langgestreckten Gewebes oder Vlieses bildet, das dazu verwendet wird, um eine Reihe von Einzelkomponenten für den Zusammenbau von Batterien zu transportieren. Zu diesem Zweck kann der Zusammenbau damit beginnen, daß eine Kathodenpaste 22c auf den vorstehend beschriebenen Stromsammler 25 aus leitendem Kunststoff extrudiert wird. Als nächstes wird der Cellophan-Separator 10 einer Bauteilgruppe mit der Kathodenschicht 22c in Berührung gebracht. Dann wird eine Schicht der Kathodenpaste auf die leitende Kunststoff-Folie 11 der Bauteilgruppe 14 gebracht. Der Zusammenbau wird in dieser Weise fortgesetzt, bis die Bauteilgruppe 6 umgekehrt (bezogen auf Fig. 5) auf die letzte Kathodenpaste gelegt wird. Nach einer anderen Ausführungsform kann zunächst eine Kathodenschicht 22 auf die leitende Kunststoff-Folie 11 der Bauteilgruppen 14 extrudiert werden. Diese werden dann umgekehrt mit der Kathodenschicht in den durch die gestrichelte Linie angedeuteten Bereich der leitenden Kunststoffschicht gelegt usw. Man erhält wiederum die Baugruppe 30 von Fig. 5, jedoch in umgekehrter Position.
Während des Zusammenbaus der Batterie erfolgt bei allen vorstehend angegebenen Alternativen eine Benetzung und Quellung der Cellophan-Separatoren und der darunterliegenden Anodenschichten, sobald die Kathodenpaste mit dem Cellophan in Berührung kommt. Die Batterie wird auf diese Weise durch Diffusion der wäßrigen Elektrolytlösung (deren Viskosität etwa der des Wassers entspricht, d.h. etwa 1 Centipoise beträgt) aus der Kathodenpaste durch den Separator in die poröse Zink-Anodenschicht aktiviert.. Die Quecksilberionen in der Kathodenpaste
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gehen an die Anode und bilden mit dem Zink ein Amalgam. Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Es wurden vier aus vier Zellen bestehende Batterien, die nachstehend als Beispiele 1A, 1B, 1C und 1D bezeichnet sind, nach der ersten, vorstehend beschriebenen Arbeitsweise hergestellt, wobei die nachstehend beschriebenen Komponenten verwendet wurden.
Die anodenseitigen Bauteilgruppen 6 hatten die Abmessungen 79 x 98 mm (3,114 χ 3,863 inch) und enthielten eine etwa 51/um (2 mil) starke leitende Kunststoff-Folie (Condulon), die auf ein etwa 51/um (2 mil) starkes verzinntes Stahlblech laminiert war, sowie ein Anodenpflaster oder einen Anodenfleck (die Herstellung ist nachstehend angegeben), einen Separator in Form einer etwa 34/um (1,34 mil) starken PUD-O-Cellophan-Folie mit den Abmessungen 61,7 x 79 mm (2,430 χ 3,112 inch) und einen Rahmen in Form einer etwa 127/um (5 mil) starken Polyvinylchloridfolie mit den Abmessungen 87 x 70 mm und einer zentralen Öffnung mit den Abmessungen 54 χ 71 mm (2,125 x 2,790 inch), wobei die zuletzt genannten Elemente mit der leitenden Kunststoff-Folie verschweißt waren.
Für Jede Batterie wurden drei Bauteilgruppen 14 verwendet, wobei jede einen Rahmen wie vorstehend angegeben, ein Zwischenzellen-Verbindungsteil aus 51/um (2 mil) starker leitender Kunststoff-Folie (Condulon) mit den Abmessungen 70 χ 87 nun (2,75 x 3,42 inch) ein Anodenpflaster (wie nachstehend beschrieben) auf dem leitenden Kunststoff und einen Cellophan-Separator (wie vorstehend beschrieben) enthielt.
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Für jede Batterie wurde ferner eine kathodenseitige Bauteilgruppe verwendet, die als Ableiter ein etwa 51/um (2 mil) starkes Blech aus verzinntem Stahl mit den Abmessungen 79 x 61 mm (3,114 χ 2,413 inch) enthielt, das auf eine etwa 51/um starke leitende Kunststoff-Folie (Condulon) mit der gleichen Größe auflaminiert war.
Die Anodenpflaster wurden aus der nachstehend angegebenen Masse hergestellt.
Gew.-Teile
Zinkpulver 1000
H2O 149,2
Dispergiermittel 0,61
Tetranatriumpyropho sphat 0,25
Shawinigan-Ruß 5
Acrylharzdispersion 39,05
Pyrogene kolloidale Kieselsäure 4,5
In der vorstehend angegeben Rezeptur wurde als Acrylharzdispersion das Handelsprodukt Polytex 6510-Latex der Firma Celanese Corp., Newark, New Jersey, verwendet. Als pyrogene kolloidale Kieselsäure wurde das Handelsprodukt Cab-O-Sil M5 der Firma Cabot Corp., Boston, Mass. verwendet. Als Dispergiermittel wurde das Handelsprodukt Benton LT, ein organisches Derivat eines wasserhaltigen Magnesium-Aluminium-Silicats der Firma National Lead Co., Inc., New York, verwendet.
Für jedes Pflaster wurden 0,5 g dieser Masse mit Hilfe eines Seidengewebes auf die leitende Kunststoff-Folie aufgebracht, wobei mit dem Rand eines Gummiblattes ein Druck ausgeübt wurde. Die Masse wurde dann bis zur Trockne erhitzt, wobei ein trockenes Pflaster oder ein trockener
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Fleck mit einer Fläche von etwa 64 bis 48 mm (2 1/2
bis 1 7/8 inch) erhalten wurde.
Die Pflaster aus den Kathodenpasten wurden durch eine Maske auf eine zentrale Fläche von etwa 64 χ 48 mm
(2 1/2 χ 1 7/8 inch) von leitenden Kunststoff-Folien aufgebracht, wobei der Rand einer Glasplatte als
Spatel verwendet wurde. Das Gewicht der Paste betrug 3,0 g je Kathode. Die Zusammensetzung der Kathodenpaste war wie folgt:
MnO2 Shawini gan-Ruß HgCl2 ZnCl,
L2 .Cl
H2O
Gew.-Teile
400 50 16
36,8 81,1
236,1
Von den so erhaltenen Batterien wurden die Gleichgewichtszellspannung UQ (open circuit voltage) und die Zellspannung U (closed circuit voltage) mit einem Lastwider stand von 3,3ßüber einen Zeitraum von 0,1 Sekunden am Tag der Herstellung, nach 15 Tagen und nach 63 Tagen bestimmt, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:
Beispiel I.Tag U nach 15 Tagen nach 63 Tagen
1A üo 5,86 uo U uo U
1B 6,69 5,69 6,69 5,81 6,68 5,82
1C 6,68 5,91 6,66 5,60 6,63 5,37
1D 6,69 5,90 6,69 5,84 6,67 5,81
6,79 6,70 5,86 6,69 5,84
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- 25 Beispiel 2
Es wurden fünf Batterien mit jeweils vier Zellen wie nach Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch für jede Kathode 3,0 g einer Paste mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung verwendet wurden:
MnO2 Shawinigan-Ruß
HgCl2 ZnCl2 NH4Cl H2O
Gew.-Teile
200
8,3
20,1 44,2
128,7
Bei dieser Zusammensetzung handelt es sich um die bevorzugte Zusammensetzung. Die Batterien, die nachstehend als Beispiele 2A bis 2E bezeichnet sind, wurden am Tag der Herstellung, nach 10 Tagen und nach 48 Tagen gemessen, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:
Beispiel 1. Tag nach 10 Tagen nach 48 Tagen
2A üo U Uo U Uo U
2B 6,64 6,17 6,64 6,03 6,63 6,02
2C 6,64 6,17 6,64 6,06 6,63 6,02
2D 6,64 6,16 6,63 6,05 6,63 6,02
2E 6,65 6,18 6,64 6,05 6,63 6,06
6,64 6,14 6,63 6,04 6,62 6,04
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Beispiel 3
Es wurden fünf Batterien mit jeweils vier Zellainach Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch für jede Kathode 3,0 g einer Paste mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung verwendet wurden:
Gew.-Teile
MhO2 Shawinigan-Ruß HgCl2 ZnCl2 NH4Cl
200 25
8,68 21,7 47,9 139,4
Diese Batterien, die nachstehend als Beispiele 3Λ bis 3E bezeichnet sind, wurden am Tag der Herstellung, nach Tagen und (mit zwei Ausnahmen) nach 48 Tagen gemessen, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:
Beispiel I.Tag U nach 10 Tagen U nach 48 Tagen
3A Uo 6,16 Uo U 6 O U
3B 6,64 6,16 6,63 6,02 6 ,62 6 ,00
3C 6,62 6,17 6,61 6,01 ,60 5 ,94
3D 6,64 6,17 6,63 6,01 - -
3E 6,64 6,18 6,63 6,01 6 - -
6,64 6,63 6,03 ,62 6 ,04
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(Die Batterien nach den Beispielen 3C und 3D wurden vor dem 48-Tage-Test auseinandergenommen).
Die Leistungsfähigkeit der Batterien nach den Beispielen 1, 2 und 3 kann als Innenwiderstand bei einem Lastwiderstand von 3,3<Jk ausgedrückt werden, nämlich als
Un
Ri = 3,3 CnS- - 1)
worin Ri der Innenwiderstand der Batterie in JL und U und U die Gleichgewichtszellspannung (offener Stromkreis) "bzw. die Zellspannung (geschlossener Stromkreis) bedeuten. Der Durchschnittswert für die Batterien von Beispiel 2 ist nach 48 Tagen 0,32 Su oder 0,080 SZ pro Zelle. Der entsprechende Wert für Beispiel 3 ist 0,342Ub oder 0,085 SZ pro Zelle. Die Durchschnittswerte von Beispiel 1 sind 0,519·ί^ nach 15 Tagen und
u nach 63 Tagen. Es wurden zwar mit Batterien des in der US-Patentanmeldung 761 651 beschriebenen Typs niedrigere Werte erhalten, d.h. Werte von etwa O,O5«ß pro Zelle. Der innere Widerstand aller Batterien nach den Beispielall bis 3 ist jedoch, gemessen an den meisten Standards, niedrig. Da ferner in der fertigen Batterie kein besonderer Bindungsmechanismus zwischen den feuchten Zinkanodenschichten und den sie berührenden feuchten Cellophan-Separatoren besteht, funktionieren die erfindungsgemäßen Batterien überraschenderweise fast genau so gut ohne äußeren Druck als mit diesem. Um diese Tatsache zu erläutern, wurden Messungen von UQ und U mit den Batterien nach Beispiel 2 über 0,1 Sekunden mit einem Lastwiderstand von 3,3«6 unter bestimmten Druckbedingungen und 49 Tage nach der Herstellung vorgenommen. (Die vorstehend erwähnten Messungen wurden durchgeführt, indem während des Tests mit einem verhältnismäßig leichten, aber unbestimmten Handdruck auf die aktive Fläche der Batterie gedrückt wurde). Um die
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nachstehenden Messungen durchzuführen, wurden die Batterien in die Testvorrichtung gebracht und mit einer Kunststoff-Folie mit den Abmessungen 54 χ 71 mm (2,13 x 2,80 inch), die über der aktiven Elektrodenfläche der Batterie mit Gewicht belastet war, festgehalten. Die Gesamtgewichte, einschließlich der Kunststoff-Folie, betrugen 0,45 bzw. 4,5 kg (1 bzw. 10 lbs). Es wurden die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten:
Beispiel o, Uo 45 kg Ri, dB Uo 4,5 kg Ri,Λ
2A 6,62 U 0,365 6,62 U 0,378
2B 6,63 5,96 0,383 6,63 5,94 0,334
ZC 6,63 5,94 0,334 6,62 6,02 0,335
2D 6,63 5,93 0,334 6,62 6,01 0,329
2E 6,62 6,02 0,341 6,62 6,02 0,335
6,00 0,363 6,01 0,342
Ri Ri
Die vorstehend angegebenen Versuche ergaben eine Abnahme des Innenwiderstandes um weniger als 6 % bei einer Zunahme des Druckes um das Zehnfache.
Die in den vorstehend angegebenen Versuchen angewendeten Belastungen, die mit Hilfe der Kunststoff-Folie gleichmäßig verteilt wurden, entsprechen Drucken von etwa 0,012 bis 0,12 kg/cm (0,17 bis 1,7 pounds per square inch). Um den Zusammenhang zwischen diesen Messungen und der gewöhnlich angewendeten Handtestmethode festzustellen, wurden die gleichen Batterien drei Tage später in der gleichen Weise und dann von Hand getestet, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten wurden:
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uo 0,45 kg 4 Uo ,5 kg Ri Handtest Uo U Ri
Beispiel 6,61 U Ri 6,61 U 0,422 6,54 5,84 0,396
2A 6,63 5,73 0,507 6,62 5,86 0,378 6,61 5,94 0,372
2B 6,62 6,01 0,340 6,62 5,94 0,384 6,61 5,94 0,372
2C 6,62 5,95 0,372 6,62 5,93 0,384 6,62 5,93 0,384
2D 6,62 5,97 0,359 6,61 5,93 0,372 6,61 5,91 0,391
2E 6,62 5,95 0,372 6,62 5,94 0,388 6,60 5,91 0,383
Durch
schnitt		 5,92 0,390 5,92
Die vorstehenden Werte zeigen größere Unterschiede zwischen den Batterien in den gleichen Tests als zwischen den Mittelwerten für die verschiedenen Tests. Die Ergebnisse lassen vermuten, daß die Batterien die Ergebnisse der wiederholten Tests zu zeigen beginnen. Dieser Effekt kann in einem gewissen Maß durch Mittelung des durchschnittlichen inneren Widerstandes für den Handtest nach 48 Tagen (Tabelle von Beispiel 2) und dem letzten Handtest (obige Tabelle) für den ersten und den zweiten Test mit 0,45 kg und für den ersten und den zweiten Test mit 4,5 kg in Beziehung gesetzt werden. Die Ergebenisse sind wie folgt:
Test
Handtest 4,5 kg 0,45 kg
Ri £ 0,36 0,37 0,38
Diese Ergebnisse deuten auf einen um etwa 5 % niedrigeren inneren Widerstand, gemessen nach der Handmethode, hin, verglichen mit dem O,45-kg-Test. Die Druckeinflüsse sind
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jedoch offensichtlich gering. Um zu zeigen, welche Schwankungen des Innenwiderstandes von Schichtbatterien des hier beschriebenen allgemeinen Typs als Funktion des Druckes bisher als Minimalwerte akzeptiert wurden, sei auf die US-Patentschrift 3 770 504 hingewiesen, in der eine Batterie mit vier fest aneinander haftenden Zellen beschrieben ist. Das Verhältnis U:U beträgt dort 6,37:5,01 ohne Druck, 6,30:5,06 bei einer Belastung von 0,45 kg und 6,25:5,20 bei einer Belastung von 4,5 kg, bei einer Testdauer von 1,1 see. und einem Lastwiderstand von 3,3Sl . Die entsprechenden Innenwiderstände sind 0,90, 0,82 und 0,67^ , was einer Abnahme von 25,6 % über den gesamten Bereich entspricht. Da die Teststromzeiten langer und die Drucke nicht notwendigerweise die gleichen sind, ist ein direkter quantitativer Vergleich nicht gut möglich, doch erscheinen die qualitativen Unterschiede signifikant.
Beispiel 4
Es wurde eine Batterie mit vier Zellen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch 3,5 g einer Kathodenpaste mit der nachstehenden Zusammensetzung (in Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Paste) für jede Kathode verwendet wurden:
2 49,5
Shawinigan-Ruß 6,2
ZnCl2 4,4
NH4Cl 9,7
HgCl2 2,0
H2O 28,2
100,0
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Bei dieser Batterie betrug UQ 6,73 V und U 5,85 V bei einem Lastwiderstand von 3,3iu über 0,1 see, woraus sich ein Innenwiderstand von O,496i2 ergab. Die Batterie wurde in der gleichen Weise wie in der US-Anmeldung 761 651 getestet. Für diesen Test wurde eine Polaroid SX-70 Land-Kamera mit einer elektronischen Blitzlichteinheit verbunden, die eine Lichtabgabe von etwa 37 W.see und einen Eingangsenergiebedarf von etwa 80 W.see hatte. Die Blitzlichteinheit wurde zur Aufladung an die zu prüfende Batterie angeschlossen. Die Batterie wurde auch in der üblichen Weise für die Belichtungsregelung und den Filmtransport der Kamera verwendet, wobei jedoch aufgrund der Erfahrung, daß der Transport von Filmeinheiten durch die Vorschubwalzen keine nachweisbaren Unterschiede ergab, keine Filmeinheiten verwendet wurden. Beim Test wird die ursprünglich entladene Blitzlichteinheit so lange geladen, bis die Kontroll-Lampe aufleuchtet. Dann wird auf den Auslöser der Kamera gedrückt, wodurch die Kamera zu arbeiten beginnt, wobei auch die Blitzlichteinheit entladen wird. Dann löst man die elektrische Verbindung zur Batterie und läßt sie 30 see erholen. Der Gesamtenergiebedarf für diesen Vorgang wird auf etwa 90 - 100 W.see geschätzt, und der Vorgang wird zehnmal wiederholt, um die Verhältnisse bei 10 fotographischen Aufnahmen zu simulieren. Jedesmal, wenn die Blitzlichteinheit während des Tests geladen wird, wird die Zeit zwischen dem Beginn der Ladung und dem Aufleuchten der Kontroll-Lampe (wenn das Laden beendet ist) notiert. Die Ergebnisse dieses Tests für die Batterie nach Beispiel 4 waren wie folgt:
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Durchgang Ladezeit, sec
1 4,4
2 5,0
3 5,2
4 5,8
5 5,8
6 6,0
7 6,2
8 6,6
9 6,8 10 7,2
Die Kathodenpasten nach den Beispielen 1, 2 und 3 unterscheiden sich in erster Linie von der Menge des verwendeten wäßrigen Elektrolyten, da die Salzkonzentrationen und das Gewichtsverhältnis zwischen MnOp und Kohlenstoff in allen Beispielen praktisch gleich sind. Die Elektrolytmenge in diesen Beispielen (in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste) ist wie folgt:
Beispiel 1 2
Wasser und Salze 45,1 47,2 49,1
Kohlenstoff 6,1 5,9 5,7
MnO0 48,8 46,9 45,2
Im Gegensatz dazu enthält die bevorzugte Kathodenpaste nach der US-Patentanmeldung 761 651 etwa 41,7 Gew.-% flüssigen Elektrolyt, obgleich auch größere Mengen verwendet wurden. Der Unterschied beruht wahrscheinlich darauf, daß erfindungsgemäß die Anode befeuchtet und etwas zusätzliche Flüssigkeit dem Separator zugeführt werden muß, obgleich die für diese Zwecke erforderlichen Mengen nicht genau bekannt sind. In diesem Zusammenhang
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ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Größe der Kathodenpastenschicht und die Dicke des Separators die Menge des in der Kathodenpaste benötigten überschüssigen Elektrolyten beeinflussen würde. Bei der beschriebenen Anordnung könnte eine Kathode mit 3,5 oder 4 g mit einem etwas geringeren Elektrolytanteil als angegeben, hergestellt werden, und eine Kathode mit 1,5 bis 2 g müßte mit dem gleichen Separator und den gleichen Anodenabmessungen etwas feuchter sein.
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Leerseife

Claims (13)

  1. Patentansprüche
    Elektrodenseitige Bauteilgruppe für galvanische Elemente, gekennzeichnet durch ein dünnes, flaches metallisches Anschlußblech (1); eine dünne, flache Stromkollektorfolie (2) aus leitendem Kunststoff, die leitend an dem Anschlußblech angebracht ist; eine dünne, flache, trockene Pflasterelektrode (3) die auf einem bestimmten Bereich der Oberfläche und innerhalb der Randbereiche des Stromkollektors angebracht ist; einen über der Elektrode angeordneten dünnen, flachen Separator (4), der sich über die Elektrode hinaus auf angrenzende Bereiche des Stromkollektors innerhalb von dessen Randbereichen erstreckt; und einen über dem Stromkollektor und dem Separator angeordneten isolierenden Rahmen (5), der mit Bereichen des Stromkollektors jenseits der Begrenzungen des Separators verbunden und mit einer zentralen öffnung (7) versehen ist, welche mit der Elektrode in Deckung steht und kleiner als der Separator ist.
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  2. 2. Anodenseitige Bauteilgruppe für galvanische Elemente, gekennzeichnet durch ein dünnes, flaches metallisches Anschlußblech (1); eine dünne, flache Stromkollektorfolie (2) aus leitendem Kunststoff, die leitend an dem Anschlußblech angebracht ist; eine dünne, flache, trockene Pflasteranode (3), die auf einem bestimmten Bereich der Oberfläche und innerhalb der Randbereiche des Stromkollektors angebracht ist; einen über der Anode angeordneten dünnen, flachen Separator (4) aus regenerierter Cellulose, der sich über die Anode hinaus auf angrenzende Bereiche des Stromkollektors innerhalb von dessen Randbereichen erstreckt; und einen über dem Stromkollektor und dem Separator angeordneten isolierenden Rahmen (5), der mit Bereichen des Stromkollektors jenseits der Begrenzungen des Separators verbunden und mit einer zentralen Öffnung (7) versehen ist, welche mit der Anode in Deckung steht und kleiner als der Separator ist.
  3. 3. Anodenseitige Bauteilgruppe für galvanische Elemente, gekennzeichnet durch ein dünnes, flaches, metallisches Anschlußblech (1); eine dünne, flache Stromkollektorfolie (2) aus leitendem Kunststoff, die leitend an dem Anschlußblech angebracht ist; eine dünne, flache Zinkanode (3)t die auf einem bestimmten Bereich der Oberfläche und innerhalb der Randbereiche des Stromkollektors angebracht ist; einen über der Anode angeordneten dünnen, flachen Separator (4) aus regenerierter Cellulose, der sich über die Anode hinaus auf angrenzende Bereiche des Stromkollektors innerhalb von dessen Randbereichen erstreckt; und einen über dem Stromkollektor und dem Separator angeordneten isolierenden Rahmen (5) aus thermoplastischem Material, der mit
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    Bereichen des Stromkollektors jenseits der Begrenzungen des Separators verschweißt und mit einer zentralen Öffnung (7) versehen ist, welche mit der Anode in Deckung steht und kleiner als der Separator ist.
  4. 4. Bauteilgruppe zur Herstellung von Schichtbatterien, gekennzeichnet durch ein die Zellen verbindendes Verbindungsteil (11) aus leitendem Kunststoff; eine trockene Pflasteranodenschicht (10), die auf einem zentralen Bereich der Oberfläche und innerhalb der Randbereiche des Verbindungsteils angebracht ist; einen die Anodenschicht bedeckenden dünnen, flachen Separator (4) aus regenerierter Cellulose, der sich über die Anodenschicht hinaus auf Bereiche des Verbindungsteils innerhalb von dessen Randbereichen erstreckt; und einen den Separator überlappenden dünnen, flachen Rahmen (13) aus isolierendem Material, der mit seinem Rand an Bereichen des Verbindungsteils jenseits der Begrenzungen des Separators angebracht ist und der mit einer zentralen Öffnung (15) versehen ist, welche mit der Anodenschicht in Deckung steht.
  5. 5. Bauteilgruppe nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch ein Kathodenpflaster (22) in Form einer halbflüssigen Masse (Paste), das an einer Oberfläche des die Zellen verbindenden Verbindungsteils (11) haftet, welche der Oberfläche, an der die Anodenschicht (10) angebracht ist, gegenüberliegt.
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  6. 6. Bauteilgruppe zur Herstellung von Schichtbatterien, gekennzeichnet durch ein die Zellen verbindendes Verbindungsteil (11) aus leitendem Kunststoff; eine trockene Pflasteranodenschicht (10) aus Zinkteilchen, die mit einem Bindemittel auf einem zentralen Bereich einer Oberfläche und innerhalb der Randbereiche des Verbindungsteils angebracht ist; einen die Anodenschicht bedeckenden Separator (4) aus regenerierter Cellulose, der sich über die Anodenschicht hinaus auf angrenzende Bereiche des Verbindungsteils innerhalb von dessen Randbereichen erstreckt; und einen dünnen, flachen Rahmen (13) aus isolierendem Material, der an Bereichen der Oberfläche des Verbindungsteils jenseits der Begrenzungen des Separators angebracht ist.
  7. 7. Bauteilgruppe nach Anspruch 6, weiterhin gekennzeichnet durch ein Kathodenpflaster (22) in Form einer halbflüssigen Masse (Paste), das eine Dispersion von Mangandioxid- und Kohleteilchen in einer wäßrigen Elektrolytlösung enthält und das an einer Oberfläche des Verbindungsteils (11) haftet, welche der Oberfläche, an der die Anodenschicht (10) angebracht ist, gegenüberliegt.
  8. 8. Dünne, flache Schichtbatterie, gekennzeichnet durch einen Stapel von in Reihe geschalteten Zellen, der an den Enden durch leitende Kunststoff-Folien (2, 25) begrenzt ist, wobei jede Zelle folgende Bauteile enthält:
    eine Kathodenschicht (22), die an einer Seite einer Kunststoff-Folie (11) haftet und im wesentlichen aus einer Dispersion ττοη Mangandioxid- und
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    Kohleteilchen in einer wäßrigen Elektrolytlösung, die im wesentlichen frei von polymeren Bindemitteln ist, besteht, einen mit der Kathodenschicht in Kontakt stehenden Separator (4) aus regenerierter Cellulose und eine mit der anderen Seite des Separators in Kontakt stehende Anodenschicht (10), die Zinkteilchen enthält und die mittels eines Bindemittels mechanisch mit einer Gegenfläche einer anderen leitenden Kunststoff-Folie verbunden ist, wobei die Anodenschicht vollständig innerhalb der Begrenzung des Separators angeordnet und durch die den Separator durchdringende, bindemittelfreie wäßrige Elektrolytlösung aus der Kathodenpaste benetzt ist.
  9. 9. Aus Schichten aufgebaute galvanische Zelle, gekennzeichnet durch eine erste Folie (11, 25) aus leitendem Kunststoff, eine an einem zentralen Bereich der ersten Folie haftende Kathodenschicht (22) mit einer breiartigen Dispersion von Mangandioxid- und Kohleteilchen in einer wäßrigen Elektrolytlösung; einen an der Kathodenschicht haftenden Separator (4) aus regenerierter Cellulose; eine über der ersten Folie liegende zweite Folie (11) aus leitendem Kunststoff, die den Separator bedeckt; und eine Anodenschicht (10) mit Zinkteilchen, die mit Hilfe eines Bindemittels an der zweiten Folie haftet und mit dem Separator in Kontakt steht, wobei die Anodenschicht im wesentlichen innerhalb der Begrenzungen des Separators und in einem zentralen Bereich desselben angeordnet ist.
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  10. 10. Aus Schichten aufgebaute galvanische Zelle, gekennzeichnet durch eine erste Folie (11, 25) aus leitendem Kunststoff; eine an einem zentralen Bereich der ersten Folie haftende erste Elektrodenschicht (22), die eine breiartige Dispersion von ersten Elektrodenteilchen in einer wäßrigen Elektrolytlösung enthält; einen an der ersten Elektrodenschicht haftenden Separator (4); eine über der ersten Folie liegende zweite Folie (11) aus leitendem Kunststoff, die den Separator bedeckt; und eine zweite Elektrodenschicht (10) mit zweiten Elektrodenteilchen, die mit Hilfe eines Bindemittels an der zweiten Folie haftet und mit dem Separator in Kontakt ist, wobei die zweite Elektrodenschicht eine kleinere Fläche als der Separator hat und innerhalb der Begrenzungen des Separators angeordnet ist.
  11. 11. Aus Schichten aufgebaute galvanische Zelle, gekennzeichnet durch eine erste Folie (11, 25) aus leitendem Kunststoff; eine an einem zentralen Bereich der ersten Folie haftende Kathodenschicht (22) mit einer breiartigen Dispersion von Mangandioxid- und Kohleteilchen in einer wäßrigen Elektrolytlösung; einen an der Kathodenschicht haftenden flüssigkeitsdurchlässigen Separator (4); eine über der ersten Folie liegende zweite Folie (11) aus leitendem Kunststoff, die den Separator bedeckt; und eine Anodenschicht (10) mit Zinkteilchen, die mit Hilfe eines Bindemittels an der zweiten Folie haftet und mit dem Separator in Kontakt steht, wobei die Anodenschicht innerhalb der Begrenzungen des Separators angeordnet ist und durch den Separator hindurch von der Elektrolytlösung benetzt ist.
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  12. 12. Galvanische Zelle, gekennzeichnet durch eine Folie (2) aus leitendem Kunststoff, einem porösen Überzug (3) aus Zinkteilchen, die mit Hilfe eines Bindemittels an der Folie haften; einen Separator (4) aus regenerierter Cellulose, der auf einer Seite mit dem Überzug in Kontakt steht und dessen Ränder über die Begrenzungen des Überzuges hinausreichen; und eine an der anderen Seite des Separators haftenden Elektrodenschicht (10) aus einer Dispersion von zweiten Elektrodenteilchen in einer wäßrigen Elektrolytlösung, die im wesentlichen frei von Bindemittelzusätzen ist, wobei die Zelle durch Diffusion eines Teils der wäßrigen Elektrolytlösung durch den Separator nach Berührung mit den ersten Elektrodenteilchen aktivierbar ist.
  13. 13. Galvanische Zelle, gekennzeichnet durch eine Folie (2) aus leitendem Kunststoff; einen porösen Überzug (3) aus Zinkteilchen, die mit Hilfe eines Bindemittels an der Folie haften; einen Separator (4) aus regenerierter Cellulose/auf einer Seite mit dem Überzug in Kontakt steht und dessen Ränder über die Ränder des Überzuges hinausreichen, wobei der Überzug und der Separator durch eine wäßrige Elektrolytlösung, die im wesentlichen frei von polymeren Verdickungsmitteln ist, benetzt sind; und eine an der anderen Seite des Separators haftende Elektrodenschicht (22) aus einer Dispersion von Mangandioxid- und Kohleteilchen in einer von Bindemittelzusätzen praktisch freien wäßrigen Elektrolytlösung.
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