DE2907383C2 - Galvanische Zelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Zelle mit einem mittels eines Kontaktteiles elektrisch verbundenen Paar Elektroden einer Polarität und einer dazwischen mittels Separatoren beabstandet angeordneten Elektrode entgegengesetzter Polarität, mit in den beiden Separatoren und der Elektrode entgegengesetzter Polarität angeordneten Bohrungen zur Aufnahme des Kontaktteils und mit einer zwischen dem Kontaktteil und der Elektrode entgegengesetzter Polarität angeordneten Isolierhülse.

Aus der US-PS 4 78 485 ist ein Akkumulator mit einem mittels eines Kontaktteiles elektrisch verbundenen Paar Elektroden einer Polarität und einer dazwischen mittels Separatoren beabstandet angeordneten Elektrode entgegengesetzter Polarität, mit in den beiden Separatoren und der Elektrode entgegengesetzter Polarirjt angeordneten Bohrungen zur Aufnahme des Kontaktteiles und mit einer zwischen den

ή Kontaktteil und der Elektrode entgegengesetzter Polarität angeordneten Isolierhülse bekannt. Bei diesem bekannten Akkumulator sind die einzelnen Elektroden einer Polarität mit den Kontaktteilen verlötet oder anderweitig elektrisch verbunden, wobei die dazwi-

J5 schenliegende Elektrode entgegengesetzter Polarität mittels einer Hülse aus Gummi oder Ähnlichem isoliert ist. Eine derartige Anordnung der Elektroden ist sehr zeitaufwendig und arbeitsintensiv, wodurch ein derartiger Akkumulator teuer wird.

•ίο Aus der DE-An p39477 lVa/21b D ist eine Elektrode für Primmär- oder Sekundärelemente bekannt, bei der elektrochemisch aktive Substanz in ein feinporiges Trägergerüst eingelagert ist. Die einzelnen Elektroden sind jeweils mit einem Durchgangsloch und einem Befestigungsloch versehen, durch die die Kontakte so geführt sind, daß jeweils die Elektrode einer Polarität mit dem Kontakt in den Befestigungslöchern leitend verbunden und gegen die gegenpoligen Elektroden und gegen den die Durchgangslöcher durchdringenden

w Kontakt isoliert sind. Die Kontakte bestehen hierbei aus Stromführungsorganen, über die Strom aus der Batterie entnommen wird.

Aus der DE-AS 11 94 471 ist eine galvanische Zelle oder ein gasdicht verschlossener Akkumulator mit alkalischem Elektrolyten aus zwei Sätzen aufeinandergeschichteter Platten bekannt, zwischen denen dünne Separatoren angeordnet sind, wobei die Platten eines jeden Satzes einen zusammenhängenden Streifen bilden, der so gefaltet ist, daß die gefalteten Platten des anderen Plattensatzes zwischen den Platten des ersten Satzes unter Einschaltung der Separatoren liegen. Diese Zelle bzw. Akkumulator umfaßt ferner ein metallisches, aus zwei Teilen bestehendes Gehäuse, dessen Teile voneinander isoliert sind und mit den gegenpoligen

to Platten in Berührung stehen. Bei dieser bekannten Konstruktion sind die in Reihe geschalteten Platten eines jeden Satzes mit zungenartigen, diese Platten untereinander verbindenden Fahnen aus einer dünnen

Metallfolie herausgeschnitten und auf beiden Seiten einer gleichmäßigen Schicht aus gesintertem Metall bedeckt, wobei die Fahnen belagfrei sind. Durch diese Fahnen wird jedoch vergleichsweise viel Raum beansprucht, so daß das Gehäuse entsprechend groß ausgelegt werden muß, um die Anordnung aus den Platten und den Fahnen aufnehmen zu können.

Aus der DE-OS 26 10 994 ist schließlich eine flache alkalische Zelle mit wenigstens zwei flachen Elektroden entgegengesetzter Polarität und mit einem porösen, einen alkalischen Elektrolyten enthaltenden Scheider zwischen den Elektroden und in Berührung mit ihnen bekannt. Das Wesentliche dieser bekannten Zelle besteht darin, daß die Elektroden sich in einer abgedichteten, für Flüssigkeiten undurchlässigen Umhüllung aus einem Film eines Kunststoffes mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Anschlußverbindung in Verbindung mit wenigstens einer Wandung der Umhüllung befinden, wobei jede dieser Anschlußverbindungen einen inneren und einen äußeren Stromabnehmer enthält, weiche an der äußeren bzw. der inneren Oberfläche der Wandung der Umhüllung anliegen, und einer Öffnung in dieser Wandung überliegen. Der innere Stromabnehmer liegt dem einen Ende des Elektroden-Aggregates an und steht in elektrischer Verbindung mit einer der Elektroden. Eine dünne Schicht eines klebenden Dichtungsmittels befindet sich zwischen dem inneren Stromabnehmer und der inneren Oberfläche der Wandung der Umhüllung, und eine zweite dünne Schicht des klebenden Dichtungsmittels befindet sich so zwischen dem äußeren Stromabnehmer und der äußeren Oberfläche der Wandung. Beide Schichten des klebenden Dichtungsmittels überziehen den größten Teil der Oberfläche beider Stromabnehmer, mit Ausnahme eines kleinen Gebietes, das mit der Öffnung s> der Wandung fluchtet. Der innere und der äußere Stromabnehmer sind durch die Öffnung hindurch mittels einer Punktschweißung verbunden. Auch diese bekannte Konstruktion ist vergleichsweise sehr arbeitsaufwendig in der Herstellung.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine galvanische Zelle der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Anordnung der einzelnen Elemente vereinfacht wird, wodurch die Zelle billiger wird. 4>

Ausgehend von der galvanischen Zelle der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Knopfzelle mit mehr als zwei Elektroden die jeweiligen gegenüberliegenden Flächen der Elektroden gleicher Polarität über das Kontaktteil durch eine Preßverbindung miteinander elektrisch verbunden sind.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird im Gegensatz zu der bekannten Konstruktion beispielsweise nur eine einzige Kontaktfahne zur Verbindung eines Elektrodenpaares gleicher Polarität benötigt.

Eine galvanische Zelle mit den Merkmalen nach der Erfindung kann auch schnell und einfach ohne die Anwendung von Lötverbindungen oder dergleichen hergestellt werden, wobei darüber hinaus durch das t>o Kontaktteil sichergestellt wird, daß die Elektroden aus ihrer Position nicht verschoben werden und somit interne Kurzschlüsse wirksam verhindert werden können.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter- hi bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Zelle mit Merkmalen nach der Erfindung;

F i g. 2 eine auseinandergezcgene perspektivische Ansicht der die Zelle bildenden Bestandteile nach Fig.l;

F i g. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Zelle mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig.4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von Fig. 2;

F i g. 5 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 6 einen Schnitt, der das Zusammenbauverfahren der Zelle nach F i g. 5 zeigt;

F i g. 7 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung;

Fig.8 eine perspektivische Ansicht eines leitenden Gehäuses;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer anderen Form eines leitenden Gehäuses;

Fig. 10 einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 11 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines elektrischen Kontaktteils, wie es in der in .Fig. 10 gezeigten Zelle verwendet wird:

Fig. 12 pinen Schnitt durch eine sechste Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 13 einen Schnitt durch eine siebte Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 14 einen vergrößerten Schnitt durch Teile der Zelle aus Fi g. 13; und

Fig. 15 einen Schnitt durch eine achte Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Gleiche Bezugszcichen bedeuten gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten.

Eine erste Auslührungsform wird anhand der Fig. 1 und 2 diskutiert, die eine Lithium-Knopfzelle darstellen.

Durch eine !solatordichtung 3 ist ein Verschlußdecke! 1. der gleichzeitig die Anschlußklemme eines positiven Pols bildet, mit einem Zellengefäß 2 versiegelt, indem er in die C-Forin des Randes 2' der Öffnung des Gefäßes 2 gedreht ist, das gleichzeitig die Anschlußklemme des negativen Pols bildet. So wird ein Aufnahmerauni für Bestandteile zwischen dem Verschlußdeckel 1 und dem Gefäß 2 geschaffen. Ein erster Elektrodenableiter für negative Elektroden AA aus rostfreiem Stahlnetz ist auf die innere Oberfläche des Bodens des Gefäßes 2 punktgeschweißt. Aufliegend auf diesem Ableiter für negative Elektroden 4A sind eine erste Elektrode 5A, ein Separator 6,4, eine erste positive Elektrode TA und ein Separator 6ß.

Die zentralen Bohrungen bzw. Ausnehmungen 8 gleicher Form sind in den Separatoren HA und 6ß und der ersten positiven Elektrode TA festgelegt. Durch diese zentralen Ausnehmungen 8 ist ein elektrisches Kontaktteil 10 aus einem leitenden Stab durchgeführt, von dem wenigstens der Teil, der in Kontakt mit der ersten positiven Elektrode TA ist, mit einem zylindrisehen Isolatorhülse 9 umhüllt ist.

Auf dem Separator 6ß ist weiter eine zweite negative Elektrode 5ß aufgelegt, ein zweiter Ableiter für negative Elektroden 45, ein Separator 6C, und eine zweite positive Elektrode TB und dann wird die Sammelelektrodenlasche für positive Elektroden 7', die mit der ersten positiven Elektrode TA verbunden ist und aus ihr hervorragt, auf die zweite positive Elektrode TB gelegt. Beim Schließen der Öffnung des Gefäßes 2 wird

diese positive Sammelelektrodenlasche T mit der Innenoberfläche des Verschlußdeckels t in Kontaktdruck gebracht, wodurch elektrischer Kontakt zwischen dem Verschlußdeckel 1 und der positiven Elektrode 74 geschaffen wird. Die Separatoren werden mit einer vorbestimmten Menge eines Elektrolyts während des Zusammenbaus imprägniert.

Die ersten und zweiten nega'iven Elektroden 54 und 5ß sind z. B. aus einem gewalzten Lithiumblech ausgestanzt. Die ersten und zweiten positiven Elektroden 74 und 7ßsind in der Art gefertigt, daß ein leitendes Mittel und eine zähflüssige Flüssigkeit zu einem aktiven Material aus Mangandioxid zugesetzt werden, so daß eine Paste gebildet wird, die anschließend auf den Ableiter für positive Elektroden 11 aufgebracht und dann schließlich getrocknet wird.

Die Isolatorhülse 9 kann aus Polypropylenharz. Polyäthylenharz und ähnlichem hergestellt sein.

Gemäß der ersten Ausführungsform sind die zentralen Ausnehmungen 8 in einem Paar der Separatoren 64 und 6ß und der positiven Elektroden 74 bestimmt, die zwischen einem Paar der negativen Elektroden 54 und 5ß angeordnet sind, und das elektrische Kontaktteil 10, von dem wenigstens der Teil, der in Kontakt mit der positiven Elektrode 74 ist, mit der Isolatorhülse 9 umhüllt ist. wird durch diese zentralen Ausnehmungen 8 geführt, wobei dieses elektrische Kontaktteil 10 verhindert, daß eine Mehrzahl von Elektroden aus ihrer Position verschoben werden, so daß interne Kurzschlüsse verhindert werden und ein Paar der negativen Elektroden 54 und 5ß elektrischen miteinander verbindet.

Es ist zu bemerken, daß die negativen Elektroden 54 und Sßauch aus weichen und hellen Metallblechen wie Magnesium. Natrium, oder ähnlichem, überdies Lithium, hergestellt werden können.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird anhand der F i g. 3 und 4 diskutiert.

Ein Zellengefäß 12, das gleichzeitig die Anschlußklemme eines positiven Pols bildet, kann aus rostfreiem Stahl hergestellt sein. Fin zylindrisches leitendes Gehäuse 13. das gleichzeitig einen Stromableiter für positive Elektroden bildet, ist an einer seiner Öffnungen mit einem nach innen gerichteten Flansch 14 versehen.

Ein Paar erste und zweite positive Elektroden 154 und 15ßsind in dem leitenden Gehäuse 13 angeordnet und haben einen solchen Durchmesser, daß sie engen Kontakt mit der Innenwandoberfläche des leitenden Gehäuses 13 haben, und eine erste negative Elektrode 174. die einen kleineren Durchmesser als die positiven Elektroden 154 und 15S hat. diese erste negative Flektrode 174 ist zwischen die Separatoren 164 und 16ß eingelegt. Das Paar positiver Elektroden 154 und 15ß ist mittels des Gehäuses 13 elektrisch miteinander verbunden, das in das Zellengefäß 12 eingepaßt ist, wobei elektrischer Kontakt zwischen dem leitenden Gehäuse 13 und dem Zellengefäß 12 durch ihre Berührung geschaffen wird. Es ist zu bemerken, daß die erste negative Elektrode 174 einen solchen Durchmesser hat. daß sie nicht in Kontakt mit dem leitenden Gehäuse 13 kommt.

Eine Isolatordichtung 19 ist einstückig an dem an der Außenseite befindlichen Rand eines Verschlußdeckels 18 angeordnet, der gleichzeitig die Anschlußklemme eines negativen Pols bildet. Ein Sammelelektrodennetz für negative Elektroden 20 aus rostfreiem Stahl ist durch Punktschweißen fest an der inneren Oberfläche des Verschlußdeckels 18 angebracht. Eine zweite negative Elektrode 17ß wird mit dem Sammelelektrodennetz für negative Elektroden 20 in dem konkaven Raum in Druckkontakt gebracht, der durch den ebenen Teil des Verschlußdeckels 18 und der Isolatordichtung 19 gebildet wird. Diese zweite negative Elektrode 17ßliegt auf der ersten positiven Elektrode 154 mit einem Separator 16Cdazwischen auf.

Die zentralen Ausnehmungen 21 sind in der ersten positiven Elektrode 154 und den Separatoren 164 und

ίο I6C festgelegt. Durch diese zentralen Ausnehmungen 21 ist ein elektrisches Kontaktteil 22 durchgeführt, von dem wenigstens der Teil, der sich in Kontakt mit der positiven Elektrode 154 befindet, mit einer Isolatorhülse 23 umgeben ist. Die beiden Enden 22' und 22" des

π elektrischen Kontaktteils 22 enden in der ersten bzw. zweiten negativen Elektrode 174 und 17ß.

Mit dem in dem Zellengefäß 12 eingepaßten leitfähigen Gehäuse 13 wird die Isolatordichtung 19, die am Außenrand des Verschlußdeckels 18 angeordnet ist, auf den Flansch 14 des leitenden Gehäuses 13 aufgelegt. Das Zellengefäß 12 wird dann verschlossen, indem sein offener Rand nach innen gedreht wird. Das andere Ende 22" des elektrischen Kontaktteils 22, dessen Ende 22' in der ersten negativen Elektrode 174 endet, wird dann kräftig in die zweite negative Elektrode 17ß eingesetzt, wodurch ein Paar negative Elektroden 174 und 17ß mittels des elektrischen Kontaktteils 22 miteinander verbunden sind.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung

jo haben die Elektroden 154 und 15ß einen solchen Durchmesser, daß sie engen Kontakt zur Innenwandoberfläche des zylindrischen leitenden Gehäuses 13 haben, elektrisch miteinander mittels des leitenden Gehäuses 13 verbunden sind, und die negativen Elektroden 174 und 17S, die einen kleineren Durchmesser als die positiven Elektroden 154 und 15ß aufweisen, miteinander elektrisch mittels eines elektrischen Kontaktteils 22 verbunden sind, das durch die zentralen Ausnehmungen 21 geführt ist, die sich in der positiven Elektrode mit großem Durchmesser 154 und den Separatoren 164 und 16C befinden. Fine solche Ausführung ist daher sehr einfach, verglichen mit einer herkömmlichen Zelle, in der der Zusammenbau ausgeführt wurde, nachdem ein Paar Elektroden mit gleicher Polarität vorher durch ein leitendes Element elektrisch miteinander verbunden wurde. Insbesondere ist es möglich, gemäß der Erfindung den elektrischen Kontakt zwischen Elektroden gleicher Polarität nur durch nacheinanderfolgendes Aufeinanderlegen jeder der einzeln geformten positiven und negativen Elektroden herzustellen, wodurch der Zusammenbau um ein großes Maß erleichtert wird.

Das elektrische Kontaktteil 22, das in den Mittelpunkten der Elektroden angeordnet ist, verhindert, daß diese Elektroden sich in ihrer Position verschieben, so daß interne Kurzschlüsse verhindert werden.

Ein Zellengefäß, das gleichzeitig die Anschlußklemme eines Pols bildet, kann ebenfalls als zylindrisches leitendes Gehäuse verwendet werden, obwohl das zylindrische leitende Gehäuse 13 in der erwähnten zweiten Ausführungsform als in dem Zellengehäuse 12 eingepaßt gezeigt wurde.

Es ist zu bemerken, daß die vorliegende Erfindung auch auf Alkaiielemente, die anders als die Elemente ohne freibeweglichem Elektrolyten sind, wie sie in der ersten und zweiten Ausführungsform gezeigt sind, angewendet werden kann.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfin-

dung wird anhand der F i g. 5 und 6 erklärt.

Diese dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform aus Fig. 3 und 4 in den folgenden Punkten.

Diese dritte Ausführungsform ist ähnlich ausgeführt, wie die zweite Ausführungsform, in der das Sammelelektrodenrietz für negative Elektroden 20 fest an der Innenoberfläche des Verschlußdeckels 18 punktverschweißt ist, und die zweite negative Elektrode 17ßund der Separator 16C in Druckkontakt mit dem Sammelelektrodennetz für negative Elektroden 20 innerhalb des durch des ebenen Teils des Verschlußdeckels 18 und der Isolatorhülse 19 gebildeten konkaven Raums stehen. In der dritten Ausführungsform jedoch steht eine dritte positive Elektrode 15C mit dem Separator 16C in Druckkontakt und ist in dem konkaven Raum befindlich. Diese dritte positive Elektrode 15Csteht mit der ersten positiven Elektrode 15/4 in dem leitenden Gehäuse Ii durch ein federndes leitendes Blech 24 in Druckkontakt, wodurch zwischen der ersten positiven Elektrode 15/4 und der dritten positiven Elektrode 15C elektrischer Kontakt geschaffen wird. Die zentralen Ausnehmungen 21 sind ebenfalls in der dritten positiven Elektrode 15C und dem leitenden Blech 24 bestimmt. Das elektrische Kontaktteil 22 wird durch diese zentralen Ausnehmungen 21 geführt und die Enden 22' und 22" des elektrischen Kontaktteils 22 sind in Kontakt mit oder enden in dem Paar negativer Elektroden 17/4 bzw. 17ß.

Eine Zelle nach der dritten Ausführungsform wird zusammengebaut, wie folgt beschrieben.

Wie in F i g. 6 gezeigt wird die zwischen den Separatoren 16.4 und 16ß eingeschobene erste negative Elektrode 17/4 von und zwischen den ersten und zweiten positiven Elektroden 15/4 und 155 gehalten, die nachfolgend in das leitende Gehäuse 13 eingepaßt sind. Das elektrische Kontaktteil 22 ist durch die zentrale Ausnehmung 21 in die erste positive Elektrode 15/4 geführt und dann mit der ersten negativen Elektrode 17,4 in Druckkontakt gebracht. Die so zusammengebauten Teile werden dann in das Zellengefäß eingepaßt. Das leitende Blech 24 wird dann auf die erste positive Elektrode 15/4 aufgelegt. Andererseits befinden sich die zweite negative Elektrode 17ß und die dritte positive Elektrode 15C mit dem Separator 16C dazwischen in dem konkaven Raum, der durch den ebenen Teil des Verschlußdeckels 18 und der Isolatordichtung 19 gebildet ist. Der so zusammengebaute Verschlußdeckel 18 wird dann auf den Flansch 14 des leitenden Gehäuses 13 aufgelegt. Zum Schluß wird der an der Außenseite befindliche Rand der Öffnung des Zellengefäßes 12 nach innen gedreht, so daß der Verschlußdeckel 18 sicher verschlossen wird, wodurch eine komplette Zelle hergestellt ist.

In den Zellen des Typs, die ein gewalztes Lithiumblech für die negativen Elektroden 17/4 und 17ß verwenden, wie in der vorher diskutierten dritten Ausführungsform, sind die negativen Elektroden 17A und 17ß sehr dünn, aber die Isolatordichtung 19 kann nicht so dünn ausgeführt werden, weil der Verschlußaufbau ausreichend fest sein muß, damit er ausgeführt werden kann. Demgemäß wird, wenn nur die aus gewalztem Lithiumblech hergestellte negative Elektrode 17ß in den aus dem Verschlußdeckel 18 und der an dessen Außenrand befindlichen Isolatordichtung 19 gebildeten konkaven Raum angeordnet ist, ein großer freier Raum gebildet der unvorteilhaft im Hinblick auf die Raumausnutzung ist In der Zelle jedoch, die gemäß der dritten Ausführungsform konstruiert wird, wird die negative Elektrode 17ß zusammen mit der positiven Elektrode 15C angeordnet, wodurch die Raumausnutzung verbessert wird.

Wo Lithium als aktives negatives Elektrodenmaterial verwendet wird und Mangandioxid als aktives positives Elektrodenmaterial, wie in der dritten Ausführungsform gezeigt, wird ein Zustand ihres elektrochemischen Gleichgewichts geschaffen, wenn das Volumenverhältnis des Lithium-Pols zum Mangandioxid-Pol ungefähr ίο 1:2 ist. Folglich ist das Dickenverhältnis der positiven Elektrode, die zwischen einem Paar negativer Elektroden angeordnet ist, zu der positiven Elektrode, die sich am Ende der geschichteten Elektrodengruppe befindet, ungefähr 2:1, falls dieses Paar positiver Elektroden gleichen Durchmesser hat. Jedoch bedarf es extrem komplizierter Operationen um positive Elektroden verschiedener Stärke herzustellen, da die positiven Elektroden, wie früher erwähnt, nach dem Pulverpreßverfahren oder dem Pastenverfahren hergestellt sind.

Bei dieser dritten Ausführungsform jedoch reicht es aus, nur das Verhältnis der Stärke der ersten negativen Elektrode 17Λ zur zweiten negativen Elektrode 17ßauf ungefähr 2 :1 einzustellen, falls die erste, zweite und dritte positive Elektrode 15-4,15ßund 15Ceine gleiche Stärke wie in Fig.5 gezeigt haben. Insbesondere sind die negativen Elektroden 17-4 und 17ß aus einem gewalzten Lithiumblech hergestellt, und die Einstellung der Stärke solcher negativer Elektroden ist daher leichter auszuführen als für positive Elektroden, wodurch die Batterieherstellungsleistung um ein großes Maß verbessert wird.

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der F i g. 7 bis 9 erklärt. Diese vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der in F i g. 5 gezeigten dritten Ausführungsform in den folgenden Punkten.

In der dritten oben erwähnten Ausführungsform ist das leitende Gehäuse 13 mit dem Flansch 14 versehen, dessen Breite ziemlich eng ausgebildet ist, und das leitende Blech 24 wird verwendet, um elektrischen Kontakt zwischen der ersten und dritten positiven Elektrode 154 und 15C zu schaffen, !n dieser vierten Ausführungsform jedoch wird ein relativ breiter Flansch 25 am Rand einer Öffnung des leitenden Gehäuses 13 angeordnet, und eine zentrale Ausnehmung 26 ist in diesem Flansch bestimmt, und die vorher erwähnte zylindrische Isolatorhülse 23 wird mit Druck eingeführt und in dieser zentralen Ausnehmung 26 befestigt. Diese Isolatorhülse 23 wird auch durch die zentralen Ausnehmungen 21 in der dritten positiven Elektrode 15C und dem Separator 16C am oberen Teil der Isolatorhülse 23 geführt, und durch die zentralen Ausnehmungen 21 in der ersten positiven Elektrode 15/4 und dem Separator 16A am unteren Teil der Isolatorhülse 23. Es ist zu bemerken, daß das elektrische Kontaktteil 22 mit Preßdruck in diese Isolatorhülse 23 eingeführt ist

Wie in F i g. 9 gezeigt können die Erhebungen 27 an beiden Oberflächen des Flansches 25 ausgebildet sein.

Diese Erhebungen 27 sind kräftig in die positiven Elektroden 15C und 15Λ eingesetzt die auf und unter des Flansches 25 angeordnet sind, wodurch der Stromsammeieffekt verbessert wird.

Das Vorsehen eines solchen breiten Flansches 25 am Rand einer öffnung des leitenden Gehäuses 13 kann daher zwei auf und unter dem Flansch 25 angeordnete Elektroden elektrisch miteinander verbinden. Zusätzlich kann das pressende Einführen (bzw. Einpressen) der

Isolatorhülse 23 in die zentrale Ausnehmung 26 im Flansch 25 des leitenden Gehäuses 13 die Effektivität des Zusammenbaus verbessern. Weiterhin können die Erhebungen 27 an beiden Oberflächen des Flansches 25 guten elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden der gleichen Polarität 154 und ISCschaffen, die auf und unter dem Flansch 25 angeordnet sind.

Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand Fig. 10und 11 diskutiert.

Diese fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform, wie in Fig. 3 gezeigt, in folgenden Punkten.

In der zweiten Ausführungsform ist das elektrische Kontaktteil 22 aus einem einzelnen Stab gebildet. In der fünften Ausführungsform jedoch, wie in F i g. 11 gezeigt, umfaßt ein elektrisches Kontaktteil 28 eine leitende Platte bzw. Blech 30, mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 29 und einem reißnagelförmigen leitenden Stift 31, der verbindend in die zentrale Ausnehmung 29' in dem leitenden Blech 30 eingeführt ist, wobei dieser Kontaktstift 31 an seiner äußeren Kreisumfangsoberfläche mit der Isolatorhülse 23 versehen ist.

Wenn die leitende Platte 30 mit der ersten negativen Elektrode 174 in Druckkontakt steht, so daß die leitende Platte 30 mit Preßdruck in die erste negative Elektrode \7A eingesetzt ist, bekommt die leitende Platte 30 als Teil des elektrischen Kontaktteils 28 in eirem großen Bereich Kontakt mit der ersten negativen Elektrode \7A, so daß der Kontaktwiderstand reduziert und der Stromsammeieffekt verstärkt wird.

Weiterhin kann in dieser fünften Ausführungsform das Positionieren des elektrischen Kontaktteils 28 auf leichtere Weise durchgeführt werden, wodurch die Effektivität des Zusammenbaus verbessert wird.

Eine sechste Ausführungsform der Erfindung wird anhand der F i g. 12 diskutiert.

Diese sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform, die in F i g. 10 gezeigt ist, in den folgenden Punkten.

In der fünften Ausführungsform ist das obere Ende des leitenden Stifts 31 des elektrischen Kontaktteils 28 in Druckkontakt mit der zweiten negativen Elektrode 17Ä In dieser sechsten Ausführungsform jedoch ist, wie in Fig. 12 gezeigt, die zentrale Ausnehmung 21 ebenfalls in der zweiten negativen Elektrode 17ß, die mit der Innenoberfläche des Verschlußdeckels 18 durch das Sammelelektrodennetz für negative Elektroden 30 in Druckkontakt steht, und der leitende Stift 31 ist auch durch diese zentrale Ausnehmung 21 in die zweite negative Elektrode 17ßgeführt.

Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Fig. 13 und 14 diskutiert.

Diese siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform, die in F i g. 12 gezeigt ist, ^r, in den folgenden Punkten.

In der sechsten Ausführungsform, ist die Spitze 32 des leitenden Stifts 31 des elektrischen Kontaktteils 28 mit dem Sammelelektrodennetz für negative Elektroden 20 punktverschweißt. In dieser siebten Ausführungsform

ίο jedoch ist ein zweiter leitender Stift 3Γ mit einer im wesentlichen dem leitenden Stift 31 ähnlichen Gestalt fest an die innere Oberfläche des Verschlußdeckels 18 zusammen mit dem Sammelelektrodennetz für negative Elektroden 20 durch Punktschweißen angebracht. Der zweite leitende Stift 3Γ ist durch die zweite negative Elektrode I7ßgeführi,die mildem konkaven Raum des Deckels 18 in Druckkontakt steht, so daß das untere Ende des zweiten leitenden Stifts 3Γ aus der zweiten negativen Elektrode 17ßhervorragt.

Wie in Fig. 14 gezeigt ist der innere Durchmesser L der zylindrischen Isolatorhülse 23' geringfügig kleiner als die Summe der Außendurchmesser / der leitenden Stifte 31 und 31'.

Die leitenden Stifte 31 und 3Γ werden in der Isolatorhülse 23' von jeder seiner entsprechenden öffnungen her eingefügt, und innerhalb der Isolatorhülse 23' überlappen sich die leitenden Stifte 31 und31' und haben Druckkontakt zueinander, wodurch elektrischer Kontakt zwischen den leitenden Stiften 31 und 3Γ

jo geschaffen wird.

In einer solchen Anordnung stehen die beiden leitenden Stifte 31 und 3Γ, die aus der ersten und zweiten negativen Elektrode 17Λ und 17ß hervorragen, in Druckkontakt miteinander, innerhalb der Isolatorhülse 23', wodurch ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen den leitenden Stiften 31 und 3Γ geschaffen wird.

Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Fig. 15 diskutiert.

Diese achte Ausführungsform ist eine solche, in der die siebte Ausführungsform, die in Fig. 13 gezeigt ist, auf die dritte Ausführungsform, die in F i g. 5 gezeigt ist, angewendet wird. Insbesondere ist in dieser achten Ausführungsform nach Fig. 15 eine dritte positive Elektrode 15C auf der ersten positiven Elektrode 15Λ durch ein leitendes Blech 24' angeordnet, wodurch ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen der ersten und der zweiten negativen Elektrode 17Λ und 17ß, ähnlich der siebten Ausführungsform geschaffen wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Galvanische Zelle mit einem mittels eines Kontaktteiles elektrisch verbundenen Paar Elektroden einer Polarität und einer dazwischen mittels Separatoren beabstandet angeordneten Elektrode entgegengesetzter Polarität, mit in den beiden Separatoren und der Elektrode entgegengesetzter Polarität angeordneten Bohrungen zur Aufnahme des Kontaktteils und mit einer zwischen dem Kontaktteil und der Elektrode entgegengesetzter Polarität angeordneten Isolierhülse, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Knopfzelle mit mehr als zwei Elektroden die jeweiligen gegenüberliegenden Flächen der Elektroden gleicher Polarität (5a; 5b; 15a; 15b; über das Kontaktteil (?2, 28) durch eine Preßverbindung miteinander elektrisch verbunden sind.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode der einen Polarität mit kleinem Durchmesser (\7A) zwischen zwei Elektroden der anderen Polarität mit großem Durchmesser (154, i5B) mit Separatoren (16.4, \6B) dazwischen angeordnet ist,

daß die so übereinanderliegenden Elektroden kleinen und großen Durchmessers dann so in einem zylindrischen leitenden Gehäuse (13) angeordnet sind, daß die Elektroden (15A, 15S; großen Durchmessers genau in das zylindrische leitende Gehäuse (13) eingepaßt sind, wodurch sie mit dem zylindrischen leitenden Gehäuse (13) elektrisch verbunden sind,

daß eine Elektrode (17 B) mit der eine Polarität auf der oberen Elektrode (15-4; der Elektroden (15.4, 155; mit dem großen Durchmesser aufliegt, mit einem Separator (16Qdazwischen,
daß zentrale Ausnehmungen (21) in der oberen Elektrode (15/4; mit großem Durchmesser und den Separatoren (16A 16Q die die obere Elektrode (15/4; großen Durchmessers auf beiden Seiten umgeben, angeordnet sind,

daß ein elektrisches Kontaktteil (22) durch die zentrale Ausnehmung (21) geführt ist,
und daß eine Isolatorhülse (23) zwischen dem elektrischen Kontaktteil (22) und der oberen Elektrode (15/4; mit großem Durchmesser angeordnet ist,

wobei die Elektrode (\7B) mit der einen Polarität elektrisch mit der, in dem zylindrischen leitenden Gehäuse (13) angeordneten Elektrode kleinen Durchmessers (\7A) mittels des elektrischen Kontaktteils (22) verbunden ist.

3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden (i7A, \7B) der einen Polarität, die mittels des elektrischen Kontaktteils (22) elektrisch miteinander verbunden sind, aus einem weichen Metallblech, ζ. Β. Lithium, Magnesium oder Natrium, hergestellt sind.

4. Zelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (YIA) kleinen Durchmessers mit Lithium als aktivem Material gebildet ist, und die Elektroden großen Durchmessers (15/4, 15ß; mit Mangandioxid als aktivem Material gebildet sind.

5. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Kontaktteil (28) mit wenigstens einer leitenden Platte (30) in Kontakt steht, die mit einer der Elektroden (YlA, YlB) der einen Polarität in Kontakt ist.

6. Zelle nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daG das elektrische Kontaktteil (28) ein Paar Kontaktstifte (31, 31') umfaßt, die innerhalb des Innenraums der Isolatorhülse (23') in Druckkontakt miteinander stehen.