DE2914779C2

DE2914779C2 - Abstandshalter und damit versehener Plattenelektrodensatz

Info

Publication number: DE2914779C2
Application number: DE2914779A
Authority: DE
Inventors: Per Enar Lennart Frode; Karl Birger Roland Oskarshamn Olsson
Original assignee: NIFE JUNGNER OSKARSHAMN SE AB; Nife Jungner Oskarshamn AB
Current assignee: Sab Nife AB
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1979-04-11
Publication date: 1982-05-06
Also published as: SE7804906L; GB2020090B; JPS54143828A; AR216983A1; PL116634B1; ES479781A1; PL215100A1; YU40559B; GB2020090A; SU902681A3; US4200687A; CA1111909A; JPS5945179B2; FR2424638B1; ATA307179A; FR2424638A1; BR7902447A; YU101979A; SE411275B; AT368322B

Description

Die Erfindung geht aus von einem Abstandshalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.
Ein Abstandshalter dieser Art ist aus der DE-OS 25 56 849 bekannt Der dort gezeigte netzartige Abstandshalter ist schlauchförmig ausgeführt und wird zur räumlichen Trennung einer Plattenelektrode von benachbarten Plattenelektroden über diese übergestülpt, wobei für das Überstülpen des Abstandshalter über die geringfügig breitere Plattenelektrode ein Spezialwerkzeug zum Dehnen des Abstandshalters benötigt wird. Weiterhin verliert der Abstandshalter mit der Zeit seine Elastizität aufgrund von Altem, igsprozessen, die noch zusätzlich durch die Elektroljtflüssigkeit beschleunigt werden, und liegt dann nicht mehr straff an der Plattenelektrode an. Er löst sich daher schon nach relativ kurzer Benutzungsdauer von dieser ab und bewegt sich aufgrund der auf ihn in der Flüssigkeit

(5 einwirkenden Auftriebskräfte nach oben. Damit ist jedoch die gegenseitige Trennung der einzelnen Plattenelektroden nicht mehr gewährleistet und es kommt schon bei geringfügigen Verlageningen oder Verwerfungen der Plattenelektroden zu Berührungen und damit den Betrieb beeinträchtigenden Kurzschlüssen. Darüber hinaus kann sich an den Kreuzungspunkten der schräg zueinander verlaufenden Abstandshalterstege an den Plattenelektroden herabsinkender Schlamm ansammeln, wodurch sich Kurzschlußbrücken zwischen benachbarten Plattenelektroden ausbilden können.

Aus der DE-AS. 10 41 118 ist ein Abstandshalter für Plattenelektroden bekannt der als massiver und unflexibler Rahmen ausgeführt ist Auf einer Rahmenseite verlaufen mehrere mit dem Rahmen verbundene Rahmenstege parallel zueinander. Der bekannte Abstandshalter ist sehr materialintensiv und damit sowohl relativ schwer als auch teuer. Weiterhin ist auch die Montage sehr zeitaufwendig, da jede Plattenelektrode in jeweils einen Abstandshalter einzeln eingesetzt werden muß. Darüber hinaus kann sich auf dem vorspringenden unteren Rahmenstück Schlamm ansammeln, der zur Bildung von Kurzschlußbrücken zwischen benachbarten Plattenelektroden führen kann und die

■ίο Funktionssicherheit damit erheblich beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt daher d'e Aufgabe zugrunde, einen Abstandshalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß er in einfacher Weise auf eine Plattenelektrode aufzubringen und über einen langen Zeitraum hinweg funktionssicher ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patenanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.
Mit der erfinckmgsgemäßen taschenartigen Ausgestaltung des Abstandshalters erfolgt erstens die Montage des Abstandshalters auf der Plattenelektrode in besonders schneller und einfacher Weise durch einfaches Einstecken derselben und ist zweitens auch die Möglichkeit des Hochschwimmens des Abstandshalters ausgeschaltet, da er durch die unteren Enden der Isolierstege in seiner Lage gehalten wird. Weiterhin können sich weder an den ausschließlich senkrecht verlaufenden Isolierstegen noch an dem unteren Streifen, dessen Breite geringer als die Breite des Raums für die Plattenelektrode ist, zur Ausbildung von Kufzschlußbrticken führende Schlammteilehen anlagern.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorzugsweise ist der untere Streifen direkt in der Mitte unterhalb des Raums für die Plattenelektrode angeordnet. Weiterhin ist die Dicke der beiden oberen Streifen vorzugsweise geringer als die Dicke der

Isolierstege, damit ein freies Entweichen der möglicherweise während des Betriebs des Akkumulators und insbesondere beim Laden desselben auftretenden Gase gewährleistet ist

Die auf beiden Seiten des Raums für die Plattenelektrode angeordneten Isolierstege können einerseits einander paarweise direkt gegenüberliegend angeordnet sein, wobei die Gefahr eines Kurzschlusses im Akkumulator beim — häufig auftretenden — Ausbauchen oder Werfen der positiven Plattenelektroden beim Betrieb des Akkumulators weitestgehend ausgeschaltet ist. Andererseits können die Isolierstege seitlich gegeneinander versetzt sein, was den Vorteil hat, daß kein Bereich der Plattenelektroden vollständig durch die Isolierstege abgedeckt ist, so daß die Elektrolytflüssigkeit stets von zumindest einer Seite in Berührung mit der Plattenelektrode gelangen kann.

Die Gefahr eines vollständigen Anliegens der Isolierstege an der Plattenelektrode und damit ein teilweises Abdecken derselben läßt sich auch dadurch verhindern, daß die U-förmigen Isolierteile an den Außenseiten ihrer Schenkelabschnitte mit Vorspringen oder Rippen versehen sind, die den Abstand zu den benachbarten Plattenelektroden bestimmen. In diesem Fall dienen die Isolierstege nicht zur Abstandsbestimmung, sondern vor allem zum Schutz gegen Kurzschluß bei einer eventuellen Ausbauchung der Plattenelektrode.

Der Abstandshalter kann vorteilhafterweise als im Spritzgußverfahren einstückig hergestellter Kunststoffkörper ausgeführt sein, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Isolierstege trapezförmigen Querschnitt derart aufwe·- sen, daß die Grundseite des Trapezes dem Raum für die Plattenelektrode zugewandt ist Während des Nachschrumpfens des Kunststoffs bewegen sich die Isolier-Stege des Abstandshalters von der Mitte beginnend voneinander weg, so daß der Abstandshalter nach dem Spritzgießen sehr leicht aus der Form herausnehmbar ist. Der Abstandshalter kann in diesem Fall noch einfacher bei der Ausbildung eines Plaltenelektrodensatzes über die jeweiligen Plattenelektroden gezogen werden.

Der Plattenelektrodensatz besteht aus abwechselnd angeordneten, im wesentlichen vertikal ausgerichteten positiven und negativen Plattenelektroden und wird mittels eines den Plattenelektrodensatz umschlingenden horizontalen Bandes zusammengehalten, wobei jede zweite Plattenelektrode in einem Abstandshalter gehalten ist. Der Abstandshalter wird in einfacher Weise über jeder der Plattenelektroden gleicher Polarität von unten übergezogen, bis die unteren abgebogenen Abschnitte der Isolierstege in Eingriff mit der Unterkante der Plattenelektrode gelangen.

Der Abstandshalter besteht vorzugsweise aus Kunststoff, wie z. B. Propylen, Äthylen oder Kunststoffen auf Acetatbasis, also aus einem Material, das in einem üblicherweise bei einem alkalischen Akkumulator verwendeten Elektrolyten schwimmt, so daß der Abstandshalter einer Auftriebskraft nach oben ausgesetzt ist, der der untere Teil der abgebogenen Abschnitte der Isolierstege, die in Eingriff mit der Unterkante der Plattenelektrode stehen, entgegenwirkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbcispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seilenansicht eines Ausführungsbeispiels des Abstandshalters,

F i g. 2 eine zum Teil im Schnitt gezeigte Ansicht von oben entlang der Linie 2-2 in F i g, 1,

Fig.3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang aer Linie3-3in Fig. 1 und2,

Fig.4 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie4-4in Fig. 1,

Fig.5 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie5-5in Fig. 1,

Fig.6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit veränderter Anordnung der Isolierstege und

Fig.7 eine Schnittansicht eines Plattenelektrodensatzes.

Ein in der Zeichnung dargestellter Abstandshalter 10 weist an seinen seitlichen Kanten im wesentlichen vertikal angeordnete U-förmige Isolierteile 12, 14 auf, die die seitlichen Kanten einer im wesentlichen vertikal angeordneten flachen Plattenelektrode umschließen. Die Isolierteile 12,14 sind an ihren unteren Abschnitten 16, 18 mittels eines im wesentlichen horizontal verlaufenden unteren Streifens 20 und an ihren oberen Abschnitten 22, 24 mittels zwei im wesentlichen horizontal verlaufenden oberen Greifen 26, 28 verbunden. Parallel zu den Isolierteilen 12, 14 sind mehrere Isolierstege 30 angeordnet, die den unteren Streifen 20 mit den oberen Streifen 26 und 28 verbinden, so daß zwischen den Isolierteilen 12, 14, dem unteren Streifen 20, den oberen Streifen 26, 28 und den Isolierstegen 30 ein Raum zur Aufnahme der Plattenelektrode gebildet ist. Die Anzahl der Isolierstege 30 kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Größe des unter Verwendung der Abstandshalter gebildeten Akkumurators variiert werden.

Der untere Streifen 20 ist vorzugsweise in der Mitte unterhalb des Raumes für die Plattenelektrode angeordnet. Wie in F i g. 3 gezeigt, ist die Dicke a des unteren Streifens 20 kleiner gewählt als die Dicke b der Plattenelektrode. Die Isolierstege 30 weisen an ihren jeweiligen Verbindungsstellen mit dem unteren Streifen vorzugsweise zu diesem hin gerichtete Krümmungen 32 auf.

Die Dicke c der beiden oberen Streifen 26, 28 ist vorzugsweise geringer als die Dicke d der Isolierstege JO(siehe Fig.4).

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Isolierstege einander exakt gegenüberliegend auf jeder Seite des Raums für die Plattenelektrode angeordnet, wie in F i g. 5 gezeigt ist.

In F i g. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Isolierstege 30 seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Die Schenkel der U-förmigen Isolierteile 12, 14 sind mit einem oder mehreren Vorsprüngen 34 versehen, die bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen als Rippen ausgeführt sind. Die Vorsprünge können aber ai.jh als mehr oder weniger regelmäßig angeordnete Warzen oder dergleichen ausgebildet sein. Wie in der Zeichnung dargestellt, verjüngen sich die Vorsprünge 34 vorzugsweise nach außen. Da das Material des Abstandshalters unter Druckbelastung bis zu einem gewissen Ma3 elastisch ist, sind die äußeren Endbereiche der Vorsprünge bis zu einem gewissen Grad verformbar.

Der Abstandshalter läßt sich im Spritzgußverfahren als einstückiges Teil herstellen, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Isolierstege 30 mit trapezförmigem Querschnitt ausgeführ* sind, wie in den F i g. 5 und 6 gezeigt ist. Durch die Ausbildung der Isolierstege mit einer leichten Krümmung in ihrer Längsrichtung von der Mitte des Abstandshalters her lassen sie sich einfacher

aus der Gußform herausnehmen, was bei der einstückigen Herstellung des Abstandshalters erforderlich ist.

Der Abstandshalter ist zur Isolierung von Plattenelektrodensätzen in elektrischen Akkumulatoren geeignet. Ein Abschnitt eines derartigen Plattenelektrodensatzes ist in Fig. 7 im Querschnitt gezeigt, wobei negative Plattenelektroden 36 und positive Plattenelektroden 38 abwechselnd angeordnet sind. Jede positive Plattenelektrode 38 ist in einem Abstandshalter 10 gehalten. Der Plattenelektrodensatz wird mittels eines Bandes 40 aus Metall oder Kunststoff zusammengehalten, das bei der Montage zur Erzielung der erforderlichen korrekten

Breite des Plattenelektrodensatzes entsprechend festgezogen wird. Aufgrund der Nachgiebigkeit und Verformbarkeit der spitz zulaufenden Vorsprünge 34 lassen sich etwaige Toleranzdifferenzen bei den Plattenelektroden oder den Abstandshaltern ausgleichen. Hierbei werden die Isolierstege 30 nicht gegen die Plattenelektroden angedrückt, so daß ausreichender Raum für die Zirkulation des Elektrolyten zwischen den Plattenelektroden gegeben ist und dennoch die Gefahr eines Kurzschlusses bei eventuellem Ausbauchen der Plattenelektroden aufgrund der Isolierstege beseitigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abstandshalter für eine flache, in einem elektrischen Akkumulator im wesentlichen vertikal angeordnete Plattenelektrode, aus elektrisch isolierendem Material mit zwei vertikalen U-förmigen Isolierteilen an den Kanten und vertikalen Isolierstegen, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Isolierteile (12, 14) durch einen im wesentlichen horizontalen unteren Streifen (20) an ihren unteren Abschnitten (16,18) und durch zwei im wesentlichen horizontale obere Streifen (26, 28) an ihren oberen Abschnitten (22, 24) zusammengehalten werden und daß zwischen jedem oberen Streifen (26 bzw. 28) und dem unteren Streifen (20) mindestens ein parallel zu den Isolierteilen (12, 14) verlaufender Isoliersteg (30) so angeordnet ist, daß ein Raum für die Plattenelektrode (38) zwischen den Isolierteilen (12,14), dem unteren Streifen (20), den oberen Streifen (26, 28) und den Isolierstegen (30) ausgebildet ist, wobei die Isolierstege (30) an ihren unteren Enden in Richtung zum unteren Streifen (20) hin umgebogen und an ihm befestigt sind und die Dicke (a) des unteren Streifens (20) unterhalb des Raums für die Plattenelektrode kleiner als die Breite des Raums ist

2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (c) der oberen Streifen (26, 28) geringer als die Dicke (d) der Isolierstege (30) ist

3. Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstege (30) auf jeder Seite des ilaums l'ir die Plattenelektrode paarweise direkt einander gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstege (30) auf jeder Seite des Raums für die Plattenelektrode seitlich zueinander versetzt angeordnet sind.

5. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der U-förmigen Isolierteile (12,14) an ihren Außenseiten Vorsprünge (34) zur Festlegung des Abstandes zu einer parallel benachbart in dem Akkumulator angeordneten Plattenelektrode aufweisen.

6. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem im Spritzgußverfahren einstückig hergestellten Kunststoffkörper besteht

7. Abstandshalter nach einem der Ansprüche t bis

6, dadurch gekennzeichnet daß die Isolierstege (30) im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sind und die Trapezgrundfläche dem Raum für die Plattenelektrode zugewandt ist

8. Plattenelektrodensatz mit Abstandshaltern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Plattenelektrode (38) in einem Abstandshalter gehalten ist und der Plattenelektrodensatz mittels eines um ihn herumführenden horizontalen Bandes (40) zusammengehalten ist.