DE3047461C2 - Verfahren zur Herstellung einer Metall/Kunststoff-Elektrode für Akkumulatoren - Google Patents

Description

wobei zwischen den Stegen sowie zwischen Stegen und Rahmenteilen Metallskelettausnehmungen angeordnet und die Auflagen durch die Metallskelettausnehmungen hindurch miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen (5) mit den Stegen (3) entsprechenden, über die Ebene des Metallskeletts (4) vorspringenden Halbtaschenausformungen (7) versehen werden, die durch Halbrippen (8) voneinander getrennt werden, und daß danach die Halbtaschenausformungen (7) mit aktiver Masse gefüllt und die Stege (3) des Metallskeletts (4) in die aktive Masse einer der Auflagen (5) eingedrückt werden, danach die andere Auflage (5) aufgelegt wird sowie die Halbrippen (8) unter Anwendung von Druck und Wärme, ggf. Ultraschallwärme, verschweißt werden.

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Herstellung einer Metall/Kunststoff-Elektrode für Akkumulatoren — mit

einem Rahmen und Stege aufweisenden Metallskelett,

beidseitiger vlies- oder gitterförmiger Auflage und aktiver Masse,

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wobei zwischen den Stegen sowie zwischen Stegen und Rahmenteilen Metallskelettausnehmungen angeordnet und die Auflagen durch die Metallskelettausnehmungen hindurch miteinander verschweißt werden.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren (DE-AS 27 10 807) werden die Auflagen, die als Gitter oder Netz ausgeführt sind, eben auf den Metallträger aufgelegt, in die Durchbrechungen eingedrückt und dabei miteinander verschweißt, wobei sich Vertiefungen bilden. Danach wird die aktive Masse in die Maschen des Gitters oder Netzes sowie in die Vertiefungen eingefüllt und von einer weiteren, feinporigen Separatorauflage abgedeckt, die auf die erstgenannte Auflage aufgeschweißt wird. Dabei kann mit verschiedenen Kunststoffen und Materialien gearbeitet werden (DE-AS 28 23 725, DE-AS 28 23 771). Im Rahmen der bekannten Maßnahmen ist das Einbringen der aktiven Masse, das sogenannte Pastieren, aufwendig, darüber hinaus stört, daß die Stege des Metallträgers nicht nur mit der aktiven Masse, sondern auch mit der nichtleitenden Auflage in Kontakt kommen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so weiter auszubilden, daß auf einfache Weise die Pastierung durchgeführt werden kann und die Stege des Metallträgers nur mit der aktiven Masse in Verbindung stehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Auflagen mit den Stegen entsprechenden, über die Ebene des Metallskeletts vorspringenden Halbtaschenausformungen versehen werden, die durch Halbrippen voneinander getrennt werden, und daß danach die Halbtaschenausformungen mit aktiver Masse gefüllt und die Stege des Metallskeletts in die aktive Masse einer der Auflagen eingedrückt werden, danach die andere Auflage aufgelegt wird sowie die Halbrippen unter Anwendung von Druck und Wärme, ggf. Ultraschallwärme, verschweißt werden.

Gkterförmige oder vliesförmige Abdeckungen, die vorgeformt und gleichsam mit Halbtaschenausformungen versehen sind, sind an sich bekannt (FR-PS 12 53 087). Sie dienen jedoch einem anderen Zweck. Die zwischen den Halbtaschenausformungen angeordneten Rippen sind lediglich Abstandshalter. Diese bekannten Maßnahmen haben daher zur Weiterentwicklung des gattungsgemäßen Verfahrens ebenso wenig beigetragen, wie bei anderen Akkumulatoren bekannte profilierte Separatorauflagen (GB-OS 20 01 797). Bei Röhrchenelektroden ist es bekannt (US-PS 22 66 546, US-PS 23 43 970), eine Mehrzahl von nebeneinandergereihten, vorgefertigten, mit aktiver Masse gefüllte Röhren mit einer Separatorauflage zunächst zu umhüllen und diese Umhüllung zwischen benachbarten Röhrchen zusammenzudrücken sowie an den Berührungsstellen der Zusammendrückung miteinander zu verschweißen. Bei dieser Herstellungsweise bleibt die aufwendige Fertigung und Pastierung der Röhrchen, die bei dem gattungsgemäßen und, weiterbildend, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gerade vermieden werden soll. Letzteres gilt auch für eine ähnliche Ausführungsform (FR-PS 11 12 099), bei der die aktive Masse zunächst um einen stabförmigen Leiter herumgepreßt wird.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens Metall/Kunststoff-Elektroden entstehen, bei denen Elemente der Auflage nicht mehr unmittelbar mit den Stegen des Metallskeletts in Berührung kommen. Folglich besteht ein großflächiger, von Übergangswiderständen armer Kontakt der aktiven Masse mit den Stegen. Darüber hinaus ist die Pastierung einfacher als im Rahmen des bekannten Verfahrens, weil die Auflagen mit ihren vorgeformten Halbtaschen sehr einfach mit der aktiven Masse gefüllt werden können. Aber auch die Herstellung der Halbtaschen ist einfach. Sie geschieht mit den Werkzeugen und Hilfsmitteln, die beim Formen von Kunststoffen üblich sind. Im allgemeinen wird man die Werkzeuge als entsprechend den Halbtaschen und den Halbrippen vorgeformte Matrize mit zugeordneter Patrize gestalten. Entsprechend läßt sich auch das Schweißwerkzeug aufbauen, mit dem das Verschweißen der Auflagen durch die Metallskelettausnehmungen hindurch geschieht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Metall/Kunststoff-Elektroden darstellt, ausführlicher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer solchen Metall/Kunststoff-Elektrode bei teilweise entfernter Auflage,

Fig.2 einen Längsschnitt durch den Gegenstand nach Fig. !,

Fig. 3 in gegenüber den Fig. 1 und 2 wesentlich vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 und

Fig.4 entsprechend der Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Metall/Kunststoff-

Elektrode.

Die in den Figuren dargestellte Metall/Kunststoff-Elektrode ist für Akkumulatoren u. dgl. bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gut zunächst ein einen Rahmen 2 und Stege 3 aufweisendes Metallskelett 4.

Dieses Skelett 4 trägt beidseitig eine vlies- oder gitterförmige Auflage 5, wobei diese Au Hage 5 die nicht gezeichnete aktive Masse hält Zwischen den Stegen 3 sowie zwischen Stegen 3 und Rahmenteilen 2 sind Metallskelettausnehmungen 6 angeordnet Die AufJagen 5 sind durch die Metallskelettausnehmungen hindurch miteinander verschweißt Die nicht verschweißten Bereiche der Auflagen 5 bilden Taschen, in denen die aktive Masse angeordnet ist

lnsbes. aus einer vorgleichenden Betrachtung der F i g. 1 und 3 bzw. 1 und 4 erkennt man, daß die Auflagen 5 den Stegen 3 entsprechende, über die Ebene des Metaliskeletts 4 vorspringende Halbtaschenausformungen 7 aufweisen, die durch Halbrippen 8 voneinander getrennt und in den Auflagen 5 vorgeformt sind. Die Anordnung ist so getroffen, daß im Zentrum der Halbtaschenausformungen 7 die Stege 3 angeordnet sind und im übrigen sind die Halbrippen 8 miteinander zu Trennrippen zwischen den benachbarten Taschen vereinigt. Die Figuren zeigen die Ausführungsform der Erfindung mit Längsstegen 3 in dem Metallskelett 4. Man erkennt, daß die Halbtaschen 7 sich zu Röhrchentaschen mit ovalem (F i g. 1 und 2) polygonalem (F i g. 4) Querschnitt ergänzen. Die Längsstege 3 sind durch Verbindungsrippen 9 stabilisiert — die Halbrippen 8 besitzen an diesen Stellen entsprechende Ausnehmungen 10.

Im Ausführungsbeispiel bestehen die Auflagen 5 aus einem Kunststoffvlies aus thermoplastischem Kunststoff. Die Halbrippen 8 sind dann unmittelbar miteinander verschweißt Sie könnten aber auch eine Schweißauflage aufweisen, die beim Verschweißen aufgeschmolzen ist und die Schweißvei bindung zwischen den beiden Auflagen 5 herstellt Betrachtet man die F i g. 3 und 4, erkannt man, daß die Herstellung einer erfindungsgemäßen Metall/Kunststoff-Elektrode 1 einfach ist. Selbstverständlich wird zunächst das Metallskelett 4 hergestellt, beispielsweise aus einer geeigneten Bleilegierung gegossen. Andererseits werden die Auflagen 5 im Wege des Vorformens mit den Halbtaschen 7 und mit den Halbrippen 8 versehen. Man erkennt, daß danach zunächst die Halbtaschen 7 mit aktiver Masse gefüllt werden können, während man die Stege 3 des Metallskeletts 4 in die aktive Masse einer der Auflagen 5 eindrückt. Danach wird die andere Auflage aufgelegt und die Halbrippen 8 der beiden Auflagen 5 werden unter Anwendung von Druck und Wärme, ggf. Ultraschallwärme, miteinander verschweißt.

Es versteht sich, daß bei der Ausführungsform mit Längsstegen 3 ein massiver Metallrahmen vorhanden sein kann, der die Längsstege 3 miteinander verbindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung einer Metall/Kunststoff-Elektrode für Akkumulatoren — mit

   einem Rahmen und Stege aufweisenden Metallskelett,

   beidseitiger vlies- oder gitterförmiger Auflage und
   aktiver Masse,