DE2935152A1

DE2935152A1 - Batterie.

Info

Publication number: DE2935152A1
Application number: DE19792935152
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre St. Tropez Carmillet; Yves Cavalaire Charlot; Bernard Cogolin Manent
Original assignee: Direction General pour lArmement DGA; Etat Francais
Current assignee: Direction General pour lArmement DGA; Etat Francais
Priority date: 1979-08-30
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1981-03-12
Also published as: DE2935152C2; GB2063551A; GB2063551B

Description

•"5.-·

	Patentanwälte"	Dipl.-lng. G. Leiser	2935152
Dipl.-lng. E. Prinz	Dipl.-Chem. - - Dr.-G. Hauser	_
	Ernsbergerstrasse 19
	8 München 60

30„ August 1979

L'Etat Franyais represents par Ie Delegue General pour l'Armement
14, rue Saint~Dominique
'75997 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: E 966

Batterie

Die Erfindung betrifft eine Batterie aus mehreren Zellen- oder Akkumulätorelementen, die selbsttätig aktivierbar sind, eine daraus gebildete Batteriegruppe sowie ein Verfahren zur Herstellung der Batterie.

Allgemein erfaßt sich die Erfindung mit dem technischen Gebiet der Herstellung von selbsttätig aktivierbaren Batterien aus Zellen oder Akkumulatoren, z„B. aus Zellen mit Elektroden aus Silberoxid und aus Zink und mit Kaliumkarbonat als Elektrolyt.

In Raketen und Geschossen werden gewöhnlich sogenannte selbsttätig aktivierbare Batterien verwendet,, also Batterien mit Zellen, die während langer Lagerzeiten trocken bleiben und

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kurz vor dem Abschuß der Rakete oder des Geschosses aktiviert werden, indem die Behälter mit einem flüssigen Elektrolyt gefüllt werden, der in Vorratsbehältern gespeichert ist.

Bei zahlreichen Anwendungen haben die Raketen oder Geschosse ein zylindrisches Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt, und die derzeit bekannten Zellen- oder Akkumulatorbehälter sind getrennte quaderförmige Behälter, die untereinander durch Kanäle verbunden sind, die die Aufgabe haberv_r den Elektrolyt bei der Aktivierung zu befördern. Diese quaderförmigen Behälter müssen im Inneren einer Trägerstruktur angeordnet werden, die dann in das Innere des Gehäuses eingeschoben wird. Daraus ergibt sich ein schlechter Füllfaktor des Gehäuses.

In der GB-PS 1 159 678 ist eine Alkalibatterie beschrieben, die aus mehreren Zellen gebildet ist, welche untereinander gleiche Platten enthalten; diese Platten sind hintereinander angeordnet und miteinander in Eingriff, und Elektroden sind im Inneren jeder Zelle angeordnet. Der Elektrolyt wird über zwei Leitungen eingebracht, die durch die Zusammenfügung der Platten gebildet werden; in den Platten sind Löcher vorgesehen, um den Elektrolyt am oberen Teil der verschiedenen Abte-ile einzuspritzen.

In der US-PS 3 196 049 ist eine Alkalibatterie beschrieben, die durch Zusammenfügung von Elementen gebildet ist, welche die Zellen begrenzen. Der Elektrolyt wird über eine Leitung und verschiedene Kanäle am Oberteil der verschiedenen Abteile eingefüllt.

Die US-PS 2 840 624 beschreibt ferner eine Batterie aus ineinander eingreifenden Platten, deren Umfangsränder Rohrstücke

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aufweisen, über die der Elektrolyt in den Oberteil jedes Abteils eingefüllt wird.

Die bei diesen verschiedenen Batterien vorgesehene Einfüllung des Elektrolyts von oben gestattet kein schnelles Auffüllen mit einer befriedigenden Entgasung des zu füllenden Elements.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Batterie aus selbsttätig aktivierbaren Element- oder Akkumulatorsellen zu schaffen, die mit Behältern ausgerüstet sind, durch welche eine bessere Ausnutzung des verfügbaren Raumes ermöglicht wird, indem sie sich insbesondere an die zylindrische Form des Gehäuses anpassen, wobei jegliche Trägerstruktur entfallen kann und gleichzeitig der Schwerpunkt der Gesamtheit unter der Längsachse des Gehäuses verbleibt. Die Batterie soll ferner ein schnelles Auffüllen und eine gute Entgasung der aufzufüllenden Elemente ermöglichen» Ferner soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Batterie geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterie der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Isolierplatte längs eines ihrer geradlinigen Ränder einen Streifen aufweist, der im Abstand von diesem Rand und parallel dazu verläuft und kürzer als dieser ist und in die nachfolgende Platte eingreift, wobei er mit dem Rand und der anschließenden Platte eine Leitung bildet, die im unteren Teil jedes Abteils mündet, und daß der Elektrolyt durch eine Verteilungseinrichtung in die Leitung befördert wird, so daß bei der Aktivierung der Elektrolyt die Leitung durchläuft, bevor er in jedes die Elektroden enthaltende Abteil eindringt.

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Die Isolierplatten und die Elektroden haben bei einer vorteilhaften Ausführungsform allgemein die Form von Viertelkreisen, deren Radius etwas kleiner ist als derjenige des Gehäuses.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform enthält jede Platte ein erstes perforiertes Rohrstück, und die Rohrstücke aufeinanderfolgender Platten sind dichtend ineinander einsteckbar, um einen in die Batterie einbezogenen ersten Kanal zu bilden, der mit wenigstens einem Elektrolytvorratsbehälter verbunden ist und für alle Elemente der Batterie bei der Aktivierung als Elektrolyt-Verteilungsleitung dient.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform enthält jede Isolierplatte ein zweites perforiertes Rohrstück, und diese zweiten Rohrstücke von aufeinanderfolgenden Platten sind ineinander einsteckbar, um einen zweiten Kanal zu bilden, der in die Batterie eingebaut ist und bei der Aktivierung dazu dient, die Luft zu verdrängen oder die Drücke zwischen den Elementen auszugleichen.

Die verschiedenen, eine Batterie bildenden Platten werden bei einer weiteren Ausführungsform durch eine äußere Einrichtung, z.B. durch Gurte, im zusammengebauten Zustand gehalten und gegeneinandergedrückt; alle eine Batterie bildenden Platten können äußerlich von einem Gehäuse aus geschichtetem Harz umgeben sein, das zum einen die Vorspannung der Platten untereinander und zum anderen die Dichtigkeit und mechanische Widerstandsfähigkeit der Batterie gewährleistet und deren geometrische Abmessungen festlegt. ■■_-■■

Durch die Erfindung werden neuartige, selbsttätig aktivierbare Batterien aus Element- oder Akkumulatorzellen gebildet,

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die besonders dazu geeignet sindj. im Inneren eines Gehäuses mit kreisförmigem Querschnitt untergebracht zu werden, wobei ein schnelles Auffüllen mit gleichzeitiger befriedigender Entgasung ermöglicht wird,,

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Batterien ist die bessere Raumausnutzung,, denn bei gleichem Fassungsvermögen beträgt der Raumbedarf nur die Hälfte ο Die Verwendung einer Träger struktur ist nicht mehr erforderlich,, denn zwei aneinandergefügte Batterien nehmen den gesamten freien Raum im Inneren einer Halbschale des Gehäuses ein= Die mechanische Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen und Vibrationen wird bedeutend verbessert.

Durch die Verbesserung des Püllfaktors eines zylindrischen Gehäuses können dessen Abmessungen reduziert werden,, wodurch die Batteriekapazität reduziert werden kann,? wenn die Batterien Vortriebseinrichtungen speisen sollen_α

Die in die Batterie einbezogenen Leitungen für die Aktivierung und das Ausspülen der Luft sind besser geschützt, und dadurch sinkt die Gefahr, daß diese Leitungen schadhaft werden, wodurch die' Aktivierung unmöglich und die Batterie unbrauchbar würde» Der Aufbau ist ferner so getroffen, daß die Entgasung nach oben verbessert wird_o

Insbesondere haben die erfindungsgemäßen Batterien aus selbsttätig aktivierbaren Element- oder Akkumulatorzellen folgende Vorteiles

Die Herstellungskosten werden durch die geringe Anzahl von Bauteilen erniedrigt? diese Bauteile können leicht in Serie hergestellt werden;

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die Zuverlässigkeit ist aufgrund der geringen Anzahl von Bauteilen gut;

die Sicherheitseigenschaften sind gut, ebenso wie die Bewahrung der Ladung nach der Aktivierung; die die Elemente trennenden Platten isolieren diese voneinander, und die Kanäle zum Auffüllen und Ausspülen der Luft schaffen "keinerlei elektrische Verbindung zwischen den Elementen;

Gewicht und Größe der Batterien und der diese enthaltenden Gehäuse werden durch die hohe Kompaktheit der Elementzellen und durch den Wegfall jeglicher Trägerstruktur für die Elementzellen reduziert; der Schwerpunkt der Gesamtheit verbleibt unterhalb der Längsachse des Gehäuses,

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 einen Axial- bzw. Querschnitt eines zylindrischen Gehäuses, das Batterien aus selbsttätig aktivierbaren Trockenzellen enthält;

Fig. 3 eine Perspekt.ivansicht einer Batterie;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs Linie IV-IV eines Elements nach Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt längs Linie V-V, wobei zwei aufeinanderfolgende, zusammengefügte Elemente gezeigt sind;

Fig. 6 einen Querschnitt längs Linie VI-VI, wobei zwei aufeinanderfolgende, zusammengefügte Elemente gezeigt sind, und

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Fig. 7 einen Querschnitt längs Linie VII-VII,

wobei zwei aufeinanderfolgende, zusammengefügte Elemente gezeigt sind.

Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Abschnitt eines zylindrischen Gehäuses 1 mit der Achse x-x1 und mit kreisförmigem Querschnitt, wobei es sich z.B. um einen Abschnitt eines Tropedos, eines Geschosses oder einer Rakete handelt, die eine Energiequelle enthält, welche aus Akkumulator- oder Trockenelementbatterien 2 gebildet ist, z.B. aus Elementen mit Elektroden aus Silberoxid und aus Zink.

Während der Lagerung, die über sehr lange Zeiträume erfolgen kann, befindet sich der Elektrolyt, z.B. Kaliumkarbonat, in Vorratsbehältern 3.

Das Gehäuse ist durch eine waagrechte Trennwand 4 in zwei Teile unterteilt. Die Batterien nehmen das unter der Trennwand 4 befindliche Abteil ein. Die Elektrolyt-Vorratsbehälter 3 befinden sich über der Trennwand, ebenso wie der Behälter- 5 für ein unter Druck stehendes Gas, das dazu dient, den Elektrolyt in die Elemente zu treiben, um diese vor dem Start zu aktivieren.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Batterien zwei Zellenreihen 2a, 2b enthalten, die symmetrisch in bezug auf die senkrechte Diametralebene angeordnet sind. Bei der gezeigten Ausführungsform enthält jede Reihe 2a_r 2b zwei Batterien, nämlich 2a1 und 2a2, die in Fig. 1 zu erkennen sind«

Fig. 3 zeigt in Perspektivansicht und teilweise fortgebrochen eine dor Batterien 2, die aus einer Merhziihl von untereinander gleichen Elementen zusammengesetzt ist, z.B. aus

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50 Elementen 6, die durch Gurte oder Bänder 7, welche die gesamte Batterie umgeben, zusammengehalten werden.

Die Batterie hat einen Querschnitt, dessen Form allgemein diejenige eines Viertelzylinders ist, dessen Radius etwas kleiner als der Innenradius des Gehäuses 1 Lst, so daß zwei Batterien 2a, 2b, die über ihre geradlinige Seite aneinandergefügt sind, einen Halbzylinder bilden, der mit einem Ende in das Gehäuse eingesetzt ist und durch dieses sowie durch die Trennwand 4 in Stellung gehalten wird, ohne daß eine Trägerstruktur erforderlich wäre. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß unter den Gurten 7 solche vorhanden sind, die in Ebenen liegen, die parallel zu den beiden ebenen Oberflächen der Batterie sind.

Aus Fig. 3 ist ferner ersichtlich, daß jede Batterie zwei Endflansche, z.B. Endflansch 8, enthält.

Jedes Element 6 enthält zwei Anschlüsse 9a, 9b entgegengesetzter Polarität, die mit den Elektroden verbunden sind; die verschiedenen Elemente sind durch Stege 10 in Reihe geschaltet, die den positiven Anschluß jedes Elements mit dem negativen Anschluß eines benachbarten Elements verbinden.

Die Anschlüsse 9 und die Stege 10 liegen in einem Kanal, der durch die Elemente selbst begrenzt wird; sie sind in ein isolierendes Harz 11 eingebettet, das den Kanal ausfüllt. Ein Leiter 12 ist mit dem Ausgangsanschluß der Batterie verbunden, der sich am rückwärtigen Ende befindet, um die beiden Batterieanschlüsse zu demselben Ende zu führen. Der Leiter ist ebenfalls in das isolierende Harz 11 eingebettet.

Sobald alle Elemente 6 zusammengebaut und eingefaßt sind und das isolierende Harz 11 eingebracht ist, wird die gesamte

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Batterie in eine" Umhüllung 13 eingebracht, die drei Schichten aufweist.

Die erste Schicht ist aus einem polymerisierbaren Harz und dient zur Gewährleistung der Dichtigkeit der Kontakte zwischen aufeinanderfolgenden Elementen.

Die z;tfeite Lage ist aus geschichtetem Harz, das die Aufgabe hat, die mechanische Widerstandsfähigkeit der Einheit zu. gewährleisten.

Die dritte Schicht ist aus Harz und dient dazu, der Batterie eine geometrische Form zu geben, durch die sie in perfekter Weise an dem Innenumfang des Gehäuses anliegt, so daß das Spiel zwischen der kreisförmigen Wandung der Batterie und dem Gehäuse sehr gering ist.

Bei einer anderen Ausführungsform werden alle Elemente 6 mittels einer äußeren Einrichtung zusammengefügt und eingespannt, und das isolierende Harz 11 wird danach eingebracht; dann wird die gesamte Batterie mit einer Umhüllung eingekleidet, die drei Lagen enthält, wovon jedoch die erste ein Faserflies aus Glasfasern ist, das mit einem polymerisierbaren Harz imprägniert ist, welches die Aufgabe hat, die Dichtigkeit der Kontakte zwischen den aufeinanderfolgenden Elementen zu gewährleisten. - ■ .

Die zweite Lage ist eine in Längsrichtung und radial erfolgende Umwicklung mit von einem Harz imprägnierten Fasern, wobei das Harz nach Polymerisation die Spannung der Elemente gegeneinander bewahrt und die mechanische "Widerstandsfähigkeit des Aufbaus gewährleistet.

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Die radiale Umwicklung kann vorzugsweise in mehreren Lagen erfolgen, die schraubenförmig mit kleiner Teilung und abwechselnder Neigung aufgebracht werden, so daß eine gute Überdeckung dazwischen gewährleistet wird. Die dritte Schicht ist die gleiche wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines Elementes 6, und Fig. zeigt einen senkrechten Schnitt zweier aufeinanderfolgender Elemente 6a, 6b, die ineinandergesteckt sind.

Jedes Element enthält eine Platte 14, die allgemein die Form eines Viertelkreises oder Dreiecks mit einer gekrümmten Seite aufweist, wobei die zwei geradlinien Seiten 15a, 15b dazwischen einen rechten Winkel bilden und wobei die dritte Seite 15c kreisförmig ist.

Jede Platte 14 weist an ihrem gesamten Umfang einen Rand 15 auf, der in die darauffolgende Platte einsteckbar ist und einen Zwischenraum 16 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Platten 14a, 14b bewahrt.

Der Zwischenraum 16" zwischen zwei aufeinanderfolgenden Platten bildet ein geschlossenes Abteil, in dem Elektroden 17 angeordnet sind, die ebenfalls die Form eines Viertelkreises haben, der am Innenumfang des Randes 15 anliegt.

Fig. 5 zeigt in jedem Abteil 16 fünf Elektroden 17, die als zweiseitige Elektroden ausgebildet sind, abwechselnd aus Silberoxid und aus Zink. Die zwei äußersten Elektroden sind negative Elektroden aus Zink. Die Elektroden aus Silberoxid sind parallelgeschaltet und mit dem positiven Ausgangsanschluß 9b verbunden, während die Zinkelektroden mit dem

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negativen Anschluß 9a verbunden sind. Zwischen den Elektroden sind Trennelemente eingefügt, die unterschiedlich ausgebildet sind, je nachdem, ob es sich um nicht wiederverwendbare Elemente oder um wiederaufladbare Akkumulatoren handelt.

Aus den Figuren 5 und 6 ist ersieh blich, diiß jode Platte 14 auf ihrer Rückseite umlaufende Ausfalzungen 18 aufweist, in welche der Rand 15 der nachfolgenden Platte einsteckbar ist. Jede Platte 14 bildet eine dichte Trennung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elementen. Die Platten 14 sind durchSpritzguß aus einem thermisch gut isolierenden Material gebildet, das eine gute Temperaturbeständigkeit aufweisen muß, nicht zum Fließen neigt, eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Kaliumkarbonat aufweist und durch Spritzguß vorarbeitbar ist.

Geeignet sind Polyäthersulfon- oder Polysulfonharze oder auch mit Polystyrol modifiziertes Polyphenylenoxid mit Glasfaserverstärkung.

Fig. 7 .zeigt einen waagrechten Schnitt längs Linie VII-VTI in Fig. 4. Jede Platte 14 enthält ein erstes Rohrstück 19, das in einem rechten Winkel angeordnet ist« In Fig. 7 sind zwei aufeinanderfolgende Rohrstücke 19La, 19b erkennbar, die dicht ineinandergesteckt sind. Eine Dichtung 20a ist zwischen die zwei Rohrstücke eingefügt, um den Aufbau trotz des relativ hohen Druckes in der Größenordnung von 2 bis 5 bar, der bei der Aktivierung in den Rohren herrscht, abzudichten. Die aus den ersten Rohrstücken 19 aller Elemente einer Batterie gebildete Gesamtheit ist eine erste Leitung 20 bzw. ein erster Kanal 2O, der in die Batterie einbezogen

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Die Leitung 20 mündet an einem Ende der Batterie und ist über einen in Fig. 2 dargestellten Kanal 21 mit den Elektrolyt-Vorratsbehältern 3 verbunden.

Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß jedes Rohrstück 19 eine Öffnung 22 und eine Nut 23 aufweist. Nach der Zusairanenfügung von zwei Rohrstücken befindet sich die Öffnung 22 eines Rohrstücks gegenüber der Nut 23 des anschließenden Rohrstücks, so daß sie mit einem Abteil 16 eines Elements in Verbindung ist. Die Öffnungen 22 dienen bei der Aktivierung zum Einfüllen des Elektrolyten in die verschiedenen Elemente.

Um eine gleichmäßige Verteilung des Elektrolyten in den verschiedenen Elementen zu erhalten, ist jede Öffnung 22 kalibriert oder mit einer kalibrierten Düse ausgerüstet, deren Druchmesser in der Größenordnung von 1 bis 2 mm liegt.

Jede Platte 14 enthält ein zweites Rohrstück 24, das an dem Ende angeordnet ist, welches der oberen geradlinien Seite gegenüberliegt. Die Rohrstücke 24a, 24b von zwei aufeinanderfolgenden Platten werden ineinandergesteckt, um einen zweiten Kanal 25 zu' bilden, der in die Batterie integriert ist. Der Kanal 25 steht über Einschnitte 26 mit jedem Element 16 in Verbindung. Dieser Kanal dient zum Ausspülen der Luft bei der Aktivierung der Batterie. Gemäß einer arideren Ausführungsform wird die Luft nicht ausgespült, sondern es verbleibt eine Luftblase im oberen Bereich jedes Elements. Bei dieser Ausführungsform gewährleisten dann die Rohrstücke die Verbindung zwischen den aufeinanderfolgenden Elementen, um einen Druckausgleich dazwischen zu erreichen.

In don Figuren 4 und 6 sind Platten gezeigt, die längs ihres senkrechten geradlinien Randes 15b einen Streifen 27 aufweisen,

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der parallel zu dem Rand verläuft und etwas kürzer als dieser ist. Dieser Streifen hat einen geringen Abstand von dem Rand 15b. Aus Fig. 6 ist ersichtlich,-daß der Streifen 27a eines Elementes in eine Rille 28 der Rückseite der anschließenden Platte eingesteckt wird, so daß diese Platte mit dem Rand 15b einen senkrechten Kanal 29 begrenzt.

Die Düse bzw. kalibrierte öffnung 22 am Rohrstück 19 mündet im oberen Ende des Kanals 29, so daß während der Aktivierung der über die Düse 22 ankommende Elektrolyt den Kanal 29 von oben nach unten durchläuft und über den Boden eines Elementes in dieses eindringt und dabei die Luft nach oben verdrängt, also zu dem Entlüftungskanal 24 hin, wodurch ein schnelles Auffüllen der Elemente ermöglicht wird»

Der Kanal 29 verhindert einen Kurzschluß von zwei benachbarten Elementen durch den Elektrolyt, nachdem die Aktivierung beendet ist. Der Widerstand des in dem Kanal 29 befindlichen Elektrolyts liegt in der Größenordnung von 2 Q/cm, so daß selbst bei einer unbeabsichtigten Verbindung zwischen zwei benachbarten Elementen der Widerstand dieser Zwischenverbindung nicht vernachlässigbar ist.

Wenn die Batterie unbeabsichtigterweise umgewendet wird, so verhindert der Kanal 29, daß der Elektrolyt in den Kanal 20 läuft.

Aus Fig. 4 ist die besondere Form des oberen Randes jeder Platte ersichtlich. Der Rand 15a bildet zwei zackenförmige Vorsprünge 30, 31, die auf der Innenseite der zwei Rohrstücke 19, 24 lingen. Diese beiden zackenförmigen Vorsprünge begrenzen dazwischen einen hohlen Kanal 32, in den die Anschlüsse 9a, 9b jedes Elementes münden. Dieser Kanal 32 wird mit dem

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Isolierstoff 11 ausgefüllt, nachdem die Elemente durch die Stege 10 in Reihe geschaltet sind. Aus den Figuren 4 und 5 ist ferner ersichtlich, daß jede Platte zwei Vorsprünge 33a, 33b aufweist, die über den Elektroden 17 liegen und dazu ilioion, diese festzuschließen.

Das Verfahren zur Herstellung einer Batterie 2 wird anschließend beschrieben.

Zunächst werden die Isolierplatten 14 aus Polyäthersulfonharz oder mit Polystyrol modifiziertem Polyphenylenoxid, das mit 30% des Gesamtgewichts glasfaserverstärkt ist, durch Spritzguß in Serie hergestellt.

Dann wird jede flach hingelegte Platte bestückt mit Elektroden 17, mit zwischen diesen Elektroden eingefügten Trennelementen und mit Anschlüssen 9a, 9b, mit denen die Elektroden verbunden werden.

Die bestückten Platten werden dann aufeinandergestapelt und ineinandergesteckt. An jedem Ende wird ein Flansch 8 angebracht« Der Aufbau wird dann zusammengedrückt, indem eine Spannkraft in der Größenordnung von 4000 N ausgeübt wird. Der gesamte Aufbau wird dann durch Gurte 7 zusammengehalten. Die Elementanschlüsse werden in Reihe geschaltet. Der Kanal 3 wird mit dem Isolierstoff 11 ausgefüllt. Dann wird die gesamte Batterie in drei aufeinanderfolgende Schichten 13 eingehüllt. Die erste Schicht ist eine Lage aus polymerisierbarem Harz oder aus einem mit diesem Harz imprägnierten Glasfasergewebe und dient dazu, den Aufbau zwischen den Platten 14 abzudichten. Die zweite Lage ist aus geschichtetem Harz gebildet, das die Aufgabe hat, dem Aufbau eine

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gute mechanische Widerstandsfähigkeit zu verleihen. Die dritte Schicht aus Harz hat die Aufgabe, dem Aufbau präzise geometrische Abmessungen zu verleihen, ho daß zwei, mit ihren senkrechten Seiten 15b aneinandergefügte Bat. tcrien die untere Halbschale genau ausfüllen.

.Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden die Platten nicht durch Gurtung verbunden; statt dessen ist die erste. Schicht aus einem Glasfasergewebe, das mit polymerisierbarem Harz imprägniert ist.

Die zweite Lage wird dann aus einer in Längsrichtung und radial erfolgenden Wicklung aus Harz imprägnierten Fasern gebildet; diese Wicklung hat die Aufgabe, die Platten gespannt zu halten und dem Aufbau eine gute mechanische Widerstandsfähigkeit zu verleihen.

Die dritte Schicht wird aus polymerisierbarem Harz gebildet und aufgeformt.

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Claims

PatentanwälteDipl.-lng. G. LeiserDipl.-lng. E. PrinzDipl.-Chem. Dr. G. HauserErnsbergerstrasse 198 München 60 30. August 1979 L'Etat Fran^ais represents par Ie Delegue General pour l'Armement 14, rue Saint-Dominique .75997 PARIS / Frankreich Unser Zeichen: E 966 Patentansprüche " .

1. Batterie aus mehreren Zellen- oder Akkumulatorelementen, die durch einen Elektrolyt selbsttätig aktivierbar sind, . mit untereinander gleichen Platten aus einem Isoliermaterial, die einen Uxnfangsrand aufweisen,, nebeneinander angeordnet sind, eine, nach der anderen ineinandergreifen und. zur Trennung zwischen zwei 'aneinander angrenzenden Elementen dienen, sowie mit Elektroden, die in jedem Abteil angeordnet sind, das durch zwei aufeinanderfolgende Isolierplatten begrenzt ist,, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isolierplatte längs eines ihrer geradlinigen Ränder einen Streifen aufweist, der im Abstand von diesem Rand und parallel dazu verläuft und kürzer als dieser ist und in die nachfolgende Platte eingreift, wobei er mit dem Rand und der anschließenden Platte eine Leitung bildet, die im unteren Teil jedes Abteils mündet, und daß der Elektrolyt durch eine Verteilungseinrichtung in die Leitung befördert wird, so daß bei

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der Aktivierung der Elektrolyt die Leitung durchläuft, bevor er in jedes die Elektroden enthaltende Abteil eindringt.

2. Batterie nach Anspruch 1, die zur Anordnung in einem zylindrischen Gehäuse kreisförmigen Querschnitts bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten und die Elektroden die allgemeine Form eines Viertelkreissektors haben, dessen Radius etwas kleiner als derjenige des Gehäuses ist.

3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungseinrichtung durch ein erstes perforiertes Rohrstück gebildet ist, das von jeder Platte getragen wird, daß die Rohrstücke aufeinanderfolgender Platten dicht ineinandergesteckt sind, so daß eine in die Batterie eingebaute Leitung gebildet ist, und daß diese Leitung wenigstens mit einem Elektrolytbehälter verbunden ist und bei der Aktivierung als Elektrolyt-Verteilungsleitung für alle Elemente der Batterie dient.

4. Batterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isolierplatte ein zweites perforiertes Rohrstück enthält und daß die Rohrstücke aufeinanderfolgender Platten ineinandersteckbar sind, zur Bildung einer in die Batterie eingebauten Leitung, die bei der Aktivierung als Leitung für die Durchspülung mit Luft oder für den Druckausgleich dient.

5. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Batterie bildenden Platten durch Gurte eingefaßt sind, die diese zusammengefügt und gegeneinandergedrückt halten, und daß alle eine Batterie bildenden Platten äußerlich von einer Umhüllung umgeben sind, die aus einem Harz gebildet ist und gleichzeitig die Dichtigkeit, die mechanische Widerstandsfähigkeit und die geometrische Form der Batterie gewährleistet.

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6. Batterie nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsleitung mit einer kalibrierten Öffnung bzw. einer Düse mit einer kalibrierten Öffnung versehen ist, welche zur Verbindung mit der Speiseleitung bestimmt sind.

7. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten durch Spritzguß aus Polyäthersulfon oder aus mit Polystyrol modifiziertem Polyphenylenoxid gebildet und mit Glasfasern verstärkt sind«

8. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte längs ihres oberen Randes zwei zackenförmige Vorsprünge aufweist, die einen Hohlkanal begrenzen, in welchem sich die Anschlüsse der Elemente befinden, und daß der Kanal nach Herstellung der Zwischenverbindungen an den Anschlüssen mittels Stegen mit einem isolierenden_f polymerisierbaren Harz ausgefüllt ist»

9. Batteriegruppe aus selbsttätig aktivierbaren Zellen oder Akkumulatoren, die zur Anordnung in einem zylindrischen Gehäuse kreisförmigen Querschnitts bestimmt sind,, gekennzeichnet durch zwei· gleiche Batterien nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die über eine der beiden geradlinigen Seiten derart aneinandergefügt sind, daß die zwei aneinandergefügten Batterien einen Halbkreis bilden, der die Hälfte des Gehäusequerschnitts einnimmt„

10. Verfahren zur Herstellung von Batterien aus Zellen oder Akkumulatoren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Isolierplatten in Serie gefertigt werden;

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- in jede flach aufgelegte Platte Elektroden und Trennelemente eingelegt werden und die Elektroden abwechselnd mit zwei Ausgangsanschlüssen verbunden werden;

- daß die bestückten Platten aufgestapelt werden und dabei ineinander eingreifen;

- an jedem Ende des Stapels ein Flansch angeordnet wird;

- der Stapel zusammengedrückt und gegurtet wird;

- die Anschlüsse der verschiedenen Elemente untereinander verbunden werden;

- die Anschlüsse und die Zwischenverbindungen in ein isolierendes Harz eingebettet werden;

- und daß die gesamte Batterie in drei aufeinanderfolgende Harzschichten eingebettet wird: eine erste Schicht zur Abdichtung, eine zweite Lage aus Harzschichten, die der Gesamtheit eine gute mechanische Widerstandsfähigkeit verleiht, und eine dritte Schicht, die präzise geometrische Abmessungen ergibt.

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