DE3207281C2 - - Google Patents
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- DE3207281C2 DE3207281C2 DE3207281A DE3207281A DE3207281C2 DE 3207281 C2 DE3207281 C2 DE 3207281C2 DE 3207281 A DE3207281 A DE 3207281A DE 3207281 A DE3207281 A DE 3207281A DE 3207281 C2 DE3207281 C2 DE 3207281C2
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- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
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- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Description
Die Erfindung betrifft einen Batteriescheider gemäß
Oberbegriff des Hauptanspruchs, insbesondere für einen
Blei/Säure-Akkumullator.
Derartige Akkumulatoren sind seit langem bekannt und
werden seit mehr als einem Jahrhundert verwendet. Ein
üblicher Akkumulator, der hierin auch als Batterie be
zeichnet wird, besteht aus ein oder mehreren Zellen,
von deren jede eine positive Elektrode, eine negative
Elektrode und zwischen den Elektroden angeordnete Bat
teriescheider aufweist. Außerdem enthält die Batterie
einen Elektrolyten, beispielsweise wäßrige Schwefelsäu
re.
Batteriescheider für Blei/Säure-Akkumulatoren sollen
einen Kontakt zwischen Elektroden entgegengesetzter
Polarität verhindern und dennoch Kontakt zwischen Elek
trode und überschüssigem Elektrolyten zulassen, um wirk
same elektrochemische Reaktionen zu bewirken. Elektro
den aus Blei und Bleioxid müssen daher beispielsweise
in Kontakt mit einem Überschuß an elektrolytischer
Schwefelsäurelösung gehalten werden, um die Doppelsul
fatreaktion zwischen dem Elektrodenmaterial und der Säu
re während des Enladens zuzulassen, während gleichzei
tig hinreichend viel Elektrolyt zum Ionentransfer zur
Verfügung gestellt werden soll. Außerdem sollen Batte
riescheider Gasbestandteile ablassen können, die wäh
rend des Ladevorganges oder während irgendeines Lade-
Entlade-Zyklus an den Elektrodenflächen gebildet wer
den. Sauerstoff wird normalerweise an den positiven
Platten gebildet und abgelassen, während Wasserstoff an
den negativen Platten entsteht. Diese gasförmigen Pro
dukte treten im allgemeinen in Form von sehr kleinen
Bläschen auf und können sich an irgendeinem Punkt auf
der Elektrodenfläche bilden. Diese Bläschen stellen Hin
dernisse für den erforderlichen Elektrolyt/Elektroden
kontakt dar, der für einen wirksamen Batteriebetrieb
erforderlich ist.
Bei älteren Batterien, bei deren Kompaktheit und Ener
giedichte nicht ein Hauptziel waren, wurden die Elektro
den entgegengesetzter Polarität hinreicherd weit durch
Trennstifte oder Pfosten im Abstand gehalten, die eine
Elektrolytströmung sowie das Entweichen von entstande
nen Gasen leicht zuließen.
Bei moderneren Batterien bildet eine Gruppe von mitein
ander verbundenen Platten die positive Elektrode, zwi
schen denen jeweils Platten einer anderen Gruppe ange
ordnet sind, welche die negative Elektrode bilden und
damit eine abwechselnde positive/negative Plattenorien
tierung innerhalb jeder Batteriezelle ergeben. Jede
Platte muß von benachbarten Platten entgegengesetzter
Polarität durch irgendeine Trenneinrichtung im Abstand
gehalten werden. Kontakte können aufgrund von Unzuläng
lichkeiten in der Plattenform oder aufgrund von Verwer
fen oder Falten einer Platte entstehen, die normalerwei
se während des Betriebs einer Batterie sowie durch
andere chemische oder physikalische Erscheinungen auf
treten. Der Wunsch nach der Entwicklung von kompakten
Batterien mit hohem spezifischem Speichervermögen (elek
trische Energie/Gewichtseinheit), bei denen Scheidermem
branen zwischen die Elektroden entgegengesetzter Polari
tät gelegt sind, erfordern einen Batteriescheider, der
aus dünnem, leichtgewichtigem Bahnmaterial herstellbar
ist; außerdem sind Einrichtungen zum Ablassen von Gasen
erforderlich; ferner muß ein Elektroden/Elektrolytkon
takt innerhalb eines Mindestabstandes geschaffen wer
den; und schließlich müssen Druckkräfte ausgehalten wer
den, die von benachbarten Elektrodenplatten ausgeübt
werden. Solche Kräfte neigen zur Verformung und manch
mal zum vollständigen Zusammenfallen der Gasentwei
chungseinrichtungen, die bei bekannten Batterieschei
dern vorgesehen sind. Der Batteriescheider ist somit
ein Schlüsselbauteil für die Schaffung einer hochwirksa
men Batterie.
Bekannte Batteriescheider für Blei/Säure-Akkumulatoren
haben verschiedene Formen für Abstandsanordnungen, bei
spielsweise Batteriescheider in Form von laminierten
Glasmatten oder mit Verstärkungsrippen oder Vorsprüngen
auf mindestens einer Hauptfläche. Derartige Batterie
scheider sind in der Herstellung teuer und erhöhen das
Gewicht der Batterie. Außerdem haben Batteriescheider
mit Glasmatten als Teil ihres Aufbaus den Nachteil, daß
sie Gasblasen festsetzen und in der fasrigen Matten
struktur festhalten können. Zweckmäßige Batterieschei
der mit Verstärkungsrippen wurden bislang lediglich aus
dickem Bahnmaterial hergestellt, da man dünnes Bahnmate
rial als zu biegsam ansah, um eine wirksame Ausrichtung
des Batteriescheiders zwischen benachbarten Elektroden
platten entgegengesetzter Polarität zu erreichen.
Batteriescheider mit Abstandsanordnungen wurden außer
dem aus geprägtem Bahnmaterial geformt. Es sind ver
schiedene Prägungen bekannt, die gerade Wellformen ein
schließen, beispielsweise gemäß US-PS 26 62 106 oder
die Vorsprünge gemäß den US-PSen 23 82 829, 24 65 493,
40 72 802 oder 41 53 759 haben. Die bekannten gewellten
Batteriescheider haben jedoch nicht hinreichende Form
festigkeit, wenn sie aus dünnem Bahnmaterial herge
stellt sind. Dünne, gewellte Batteriescheider besitzen
den Nachteil, daß sie Druckkräften nachgeben und an
einer Plattenfläche flachgedrückt werden. Batterieschei
der von gerader, gewellter Form lassen jedoch Gas nur
dann entweichen, wenn sie aus steifem und dickerem
Bahnmaterial als erwünscht hergestellt sind. Batterie
scheider mit eingeprägten, getrennten Vorsprüngen gemäß
US-PS 23 82 829 oder 24 65 493 neigen jedoch dazu, Gas
blasen in ihren einzelnen Hohlräumen einzufangen. Batte
riescheider gemäß US-PS 40 72 802 oder 41 53 759 sind
aus dünnem Bahnmaterial herstellbar, haben jedoch ko
nische Vorsprünge, welche das Entweichen von Gasblasen
zu blockieren neigen. Die US-PS 42 28 225 betrifft
einen Batteriescheider, der aus dünnem Bahnmaterial her
stellbar ist und eine geprägte Form mit vertikal verlau
fenden, zusammenhängenden Gasentweichungspfaden auf
weist, jedoch noch immer gewisse Nachteile besitzt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Batte
riescheider zu schaffen, welcher die beim Stand der
Technik auftretenden Nachteile vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Es ist außerdem Ziel der Erfindung,
einen Batteriescheider zu schaffen, der
Einrichtungen zur Erleichterung des Entweichens von
Gasen aufweist, einen guten Elektrolyt-Elektroden
kontakt besitzt und eine hinreichende Festigkeit
gegenüber auftretenden mechanischen Kräften hat, um
seine Form im Betrieb beizubehalten.
Weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines
Batteriescheiders, der im wesentlichen überall
gleichförmige Dicke besitzt, der außerdem eine Form
hat, die eine verbesserte Gasentweichung an beiden
Hauptflächen ergibt und der zu einem Umschlag oder
einer Hülle unter Aufrechterhaltung der gleichen verbes
serten Gasentweichung formbar ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung
eines Batteriescheiders,
wobei der Batteriescheider eine erste und zwei
te Hauptfläche besitzt und jede Hauptfläche eine Viel
zahl von getrennten, zusammenhängenden, offenen Kanälen
derart aufweist, daß jeder Kanal auf jeder Hauptfläche
eine Form hat, die in gewissem Maße eine seitliche
Erstreckung über eine seitliche Mindesterstreckung in
bezug auf eine imaginäre Mittellinie des Kanals be
sitzt, wobei im wesentlichen die Tangente jedes Teils
jedes Kanals beim Blick auf die Hauptfläche unter einem
spitzen Winkel von nicht mehr als 70° zu der Vertikalen
orientiert ist, und wobei jeder Querschnitt durch
irgendeinen der Kanäle entlang der gesamten Erstreckung
des Kanals im wesentlichen gleich ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaf
fung eines säurestabilen, porösen Batteriescheiders aus
dem erfindungsgemäßen Bahnmaterial.
Es ist auch Ziel der Erfindung, einen Blei/Säure-Akkumu
lator mit einem Gehäuse, einem Elektrolyten und minde
stens zwei Elektrodenplatten von entgegengesetzter Pola
rität zu schaffen, bei dem ein Batteriescheider aus dem
erfindungsgemäßen Bahnmaterial zwischen jedem Paar von
Elektrodenplatten eingebracht ist und die gleiche Er
streckung wie diese hat.
Nach einem anderen Gesichtpunkt der Erfindung soll ein
Batteriescheider geschaffen werden, der eine im wesent
lichen ebene Stützbahn mit zwei gegenüberliegenden Sei
ten aufweist. Jede der Seiten hat einen Oberrand und
einen Unterrand. Midestens eine Seite trägt eine Viel
zahl von Rippen mit sinusartiger Form, die sich über
mindestens 75% vom Unterrand zum Oberrand der Seite
des Batteriescheiders zusammenhängend erstrecken und
auf der Stützbahn von benachbarten Rippen getrennt
sind. Für eine überlegene Funktion des Batterieschei
ders sollen sich die sinusformartigen Rippen mit einer
Periode oder Vollwelle von nicht mehr als 45 mm in
vertikaler Richtung erstrecken. Die Rippen habe vorzugs
weise eine Auslenkung gegenüber der Vertikalen von
5° bis 25° und besitzen eine gesamte Horizontalaus
lenkung von 3 mm bis 50 mm. Vorzugsweise sind
die Rippen ineinander verschachtelt. Ein Merkmal des
erfindungsgemäßen Batteriescheiders liegt darin, daß
sich keine vertikale Linie vom Unterrand zum Oberrand
der Seite mit den sinusformartigen Rippen ziehen läßt,
die nicht mindestens eine der Rippe mindestens zweimal
schneidet und die durch nicht mehr als vier Rippen
verläuft.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren
näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Akkumulators
mit Batteriescheidern zwischen positiven und
negativen Platten;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil einer Scheider
platte;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Platte
gemäß Fig. 2, und zwar in der Ebene P3-P3;
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbei
spiel einer Scheiderplatte;
Fig. 5 eine vergrößerte geometrische Konturenzeich
nung eines Teils der Außenfläche der Scheider
platte gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Teil einer ersten
Hauptfläche einer erfindungsgemäßen Scheider
platte;
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil einer zweiten
Hauptfläche der Scheiderplatte gemäß Fig. 6;
Fig. 8a einen Schnitt durch einen Teil der Scheider
platte gemäß Fig. 4, und zwar entlang der
Linie 8a-8a;
Fig. 8b+8c Schnittansichten von anderen Ausführungsfor
men der Scheiderplatte;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer einzigen
erfindungsgemäßen Scheiderplatte;
Fig. 9a eine perspektivische Ansicht eines hüllenför
migen Batteriescheiders mit eingesteckter
Elektrodenplatte;
Fig. 10 einen Schnitt durch einen Teil eines zwischen
Elektrodenplatten von entgegengesetzter Pola
rität liegenden Batteriescheiders;
Fig. 11 eine Schemadarstellung einer Draufsicht auf
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Batte
riescheiders;
Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fi
gur 11;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des Batterie
scheiders aus Fig. 1 in schematischer Dar
stellung;
Fig. 14 eine Schemadarstellung einer Vorrichtung zur
Herstellung von erfindungsgemäßen Batterie
scheidern;
Fig. 15 eine Schemadraufsicht auf einen kleinen Teil
eines erfindungsgemäßen Batteriescheiders mit
anderer Rippenanordnung; und
Fig. 16 eine perspektivische Schemadarstellung einer
Reihe von Batterieplattenröhren, die zu einer
Batterieplatte ausgerichtet sind.
Die Erfindung betrifft Bahnmaterial, das als Batterie
scheider verwendbar ist. Das Bahnmaterial hat eine
Form, die zusammenhängende Abströmpfade für die Entfer
nung von gasförmigen Produkten aus einer Batterie bil
det und eine Einrichtung schafft, welche einen guten
Elektrolyt/Elektrodenkontakt gestattet und gleichzeitig
hinreichende Formfestigkeit besitzt, um selbst dann
Druckkräften standzuhalten, wenn das Bahnmaterial aus
einer dünnen Bahn hergestellt ist. Der erfindungsgemäße
Batteriescheider läßt sich aus einem mikroporösen Bahn
material herstellen und zu individuellen, im wesent
lichen ebenen Bahnen oder zu U-förmigen Umschlagplatten
formen, wobei auf allen Hauptflächen des Batterieschei
ders nach oben verlaufende, zusammenhängende Entweich
pfade vorhanden sind.
Fig. 1 zeigt eine Zelle eines Akkumulators, beispiels
weise eines üblichen Blei-Akkumulators für Kraftfahrzeu
ge, die ein äußeres Gefäß 1, einen Deckel 2, einen
Pol 3, einen Gasablaßstopfen 4 und einen Zellenverbin
der 5 aufweist. Der Boden des Gefäßes 1 weist üblicher
weise Rippen 6 zum Abstützen einer Elektrodenanordnung
auf. Die Elektrodenanordnung besteht aus einer negati
ven Elektrode, welche aus einer Anzahl von negativen
Elektrodenplatten 7 gebildet ist, die im Abstand zuein
ander stehen und durch einen negativen Verbindungsstrei
fen 8 miteinander verbunden sind. Eine positive Elektro
de wird aus einer Anzahl von positiven Elektrodenplat
ten 9 gebildet, die ebenfalls im Abstand zueinander
stehen und durch einen positiven Verbindungsstreifen 10
verbunden sind. Die negativen Platten 7 sind jeweils
zwischen zwei positiven Platten 9 angeordnet, um eine
abwechselnde Folge von negativen und positiven Platten
zu ergeben. Zwischen jeweils zwei Platten 7 bzw. 9 von
entgegengesetzter Polarität befindet sich ein Batterie
scheider 11, um einen Kontakt der beiden Platten 7, 9
zu verhindern. Der erfindungsgemäße Batteriescheider 11
läßt sich als einzelnes Plattenmaterial zwischen je
weils zwei Platten 7 und 9 von entgegengesetzter Polari
tät gemäß Fig. 1 einbringen oder um jede der positiven
oder negativen Platten wie eine U-förmige Hülle legen,
wobei die Ränder der Batteriescheiderplatte an den senk
rechten Seiten des Gefäßes 1 liegen. In einer anderen
Ausführung hat der Batteriescheider die Form einer Hül
le, wie dies in Fig. 9a dargestellt und anhand dieser
Figur beschrieben ist.
Die Fig. 2 und 3 dienen zur Erläuterung bestimmter
Ausdrücke, die in der Beschreibung und in den Ansprü
chen verwendet sind. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte
Ansicht eines typischen Schnitts durch einen Teil eines
erfindungsgemäßen Bahnmaterials, während Fig. 3 eine
Draufsicht auf die Ebene P3-P3 von Fig. 2 ist. Fig. 2
stellt eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Bahn
materials 20 dar, das zwischen den Grenzebenen P1-P1
und P2-P2 liegt. Der Abstand der Grenzebenen P1-P1 und
P2-P2 definiert die maximale räumliche Dicke 25, welche
die maximale Dicke des Bahnmaterials 20 darstellt. Das
Bahnmaterial 20 hat eine erste Hauptfläche 21 und eine
zweite Hauptfläche 22. Das Bahnmaterial 20 hat eine
Plattenstärke 25′, welche dem Abstand der beiden Haupt
flächen 21 und 22 entspricht. Die Plattenstärke 25′ ist
über das gesamte Bahnmaterial 20 im wesentlichen gleich
dünn.
Jede der Hauptflächen 21 und 22 des Bahnmaterials 20
bildet eine Fläche, welche vielfache Ausdehnungen von
ihrer Grenzebene in Richtung auf die andere Grenzebene
besitzt. Insbesondere hat die erste Hauptfläche 21 die
Form einer Fläche mit Scheitelpunkten 23, welche im
geringsten räumlichen Abstand zu der Grenzebene P1-P1
in bezug auf Außenflächen liegen, die dem Scheitelbe
reich 23 benachbart sind. Jeder Scheitelbereich 23
fällt im allgemeinen mit der Grenzebene P1-P1 zusammen.
Die erste Hauptfläche 21 weist langgestreckte Ober
flächenbereiche 26 auf, die nicht in der Grenzebene
P1-P1 liegen, sich jedoch in Richtung auf die Grenzebe
ne P2-P2 innerhalb der maximalen räumlichen Dicke 25
erstrecken. Jeder langgestreckte Oberflächenbereich 26
ist normalerweise durch benachbarte Scheitelbereiche 23
der ersten Hauptfläche 21 begrenzt, wobei eine mögliche
Ausnahme für den Oberflächenbereich 26 besteht, der am
Rand des Bahnmaterials 20 liegt. Daher bildet jeder der
Oberflächenbereiche 26 einen offenen Kanal auf der
ersten Hauptfläche 21. Jeder Teil des Oberflächenbe
reichs 26 der ersten Hauptfläche 21, der durch zwei
benachbarte Scheitelbereiche 23 begrenzt ist, weist
einen Fußpunktbereich 23′ auf, welches der Teil des
Oberflächenbereichs 26 ist, der sich am nächsten zur
Grenzebene P2-P2 erstreckt. Die Ausdrücke "erhabenes
Oberflächengebiet" und "vertieftes Oberflächengebiet",
wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwen
det werden, sind relative Ausdrücke, welche Punkte auf
einer Fläche des erfindungsgemäßen Bahnmaterials in be
zug auf andere Punkte der gleichen Fläche und innerhalb
der Grenzen von zwei benachbarten Scheitelpunkten auf
der Fläche des Bahnmaterials bezeichnen, wie dies in
der Schnittdarstellung mit nach oben gerichteten Schei
telbereichen dargestellt ist. Auf ähnliche Weise bildet
die zweite Hauptfläche 22 eine Fläche mit mehrfachen
Scheitelbereichen 24, welche die größten Ausdehnungen in
Richtung auf oder in der Grenzebene P2-P2 gegenüber
Außenflächen haben, die den Scheitelbereichen 24 benach
bart sind. Die zweite Hauptfläche 22 besitzt langge
streckte Oberflächenbereiche 27, welche sich innerhalb
der räumlichen Dicke 25 von den Scheitelbereichen 24 in
Richtung auf die Grenzebene P1-P1 erstrecken. Jeder aus
gedehnte Oberflächenbereich 27 ist normalerweise durch
benachbarte, im Abstand zueinanderliegende Scheitelbe
reiche 24 der zweiten Hauptfläche 22 begrenzt, die am
nächsten zu der Grenzebene P2-P2 liegen, und zwar mit
der möglichen Ausnahme von Oberflächenbereichen 27 am
Rand des Bahnmaterials 20, so daß die Oberflächenbe
reiche 27 einen offenen Kanal auf der zweiten Haupt
fläche 22 bilden. Jeder Teil des Oberflächenbereichs
27, der einen getrennten offenen Kanal begrenzt von
zwei benachbarten Scheitelbereichen 24 bildet, besitzt
einen Fußpunktbereich 24′, welches der Teil des Ober
flächenbereichs 27 ist, der sich am dichtesten an die
Grenzebene P1-P1 erstreckt. Man erkennt, daß jeder Ober
flächenbereich 26, der einen Kanal auf der ersten Haupt
fläche 21 bildet, einen Fußpunktbereich 23′ besitzt,
der auf der zweiten Hauptfläche 22 dem Scheitelbereich
24 auf dem Oberflächenbereich 27 entspricht, so daß die
Kanäle auf einer Hauptfläche 21 oder 22 eine Trennung
auf der anderen Hauptfläche 22 bzw. 21 bilden. Der
Kanal auf einer Hauptfläche 21 oder 22 bildet eine
Trennwand zwischen zwei benachbarten Kanälen auf der
anderen Hauptfläche 22 oder 21 des Bahnmaterials 20.
Fig. 2 zeigt ferner eine imaginäre Ebene P3-P3, welche
eine aus einer Anzahl von Ebenen ist, die zwischen den
Grenzebenen P1-P1 und P2-P2 liegen und die erste Haupt
fläche 21 an den Stellen 28, 28′, 28′′, 28′′′, 28′′′′ und
28′′′′′ auf den Oberflächenbereichen 26 der ersten Haupt
fläche 21 schneiden.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Schnittebene P3-P3
von Fig. 2, in welcher die Schnittkonturen 28a, 28b,
28c, 28d, 28e und 28f die Schnittlinien mit der Ebene
P3-P3 sind, welche sich von den Punkten 28, 28′, 28′′,
28′′′, 28′′′′ und 28′′′′′ jeweils auf der ersten Haupt
fläche 21 erstrecken. Imaginäre Konturlinien 23a, 23b
und 23c sind jeweils die Scheitelkonturlinien jedes
Scheitelbereichs 23 auf der ersten Hauptfläche 21 gemäß
Fig. 2. Der Abstand 29 zwischen den Schnittkonturen
28b und 28c und der Abstand 30 zwischen den Schnittkon
turen 28d und 28e stellt die Breite jedes offenen Ka
nals 26′ auf der ersten Hauptfläche 21 zwischen den
Punktpaaren 28′ und 28′′ bzw. den Punktpaaren 28′′′ und
28′′′′ dar. Der Abstand 29′ zwischen imaginären Scheitel
konturen 23a und 23b und in ähnlicher Weise der Ab
stand 30′ zwischen imaginären Scheitelkonturen 23b und
23c stellt die Oberflächenbreite jedes offenen Kanals
26′ dar.
Jeder Kanal hat einen bestimmten Verlauf. Jeder Ab
schnitt des Verlaufs jedes Kanals läßt sich mit Hilfe
von zwei im Abstand zueinander liegenden Konturen defi
nieren, welche durch den Schnitt einer imaginären Ebe
ne, beispielsweise der Ebene P3-P3 mit einer Außen
fläche des Bahnmaterials 20 entstehen. Beispielsweise
liegen die Konturen 28b und 28c im Abstand zueinander
und definieren einen Kanalverlauf. Der durch die
Schnittkontur 28b zwischen den Punkten 31 und 32 und
durch die Schnittkontur 28c zwischen den Punkten 33 und
34 begrenzte Kanalverlauf stellt eine einzige Periode
eines Verlaufs dar, die sich entlang eines Segments des
offenen Kanalverlaufs wiederholt. Ein dem Kanalverlauf
zugeordneter Bereich 31, 32, 33, 34 läßt sich dadurch
definieren, indem Punktpaare 31, 32; 32, 33; 33, 34 und
34, 31 durch gerade Linien verbunden werden. Jedes
andere Paar von ebenen Konturen, sei es oberflächlich,
wie die Ebene P1-P1 oder Schnittebenen wie P3-P3, kann
zur Definition des Kanalverlaufs helfen. Die Linie 35
ist eine imaginäre Mittellinie des Kanals 26 derart,
daß über jede beliebige Periode des Kanalverlaufs die
Mittellinie 35 geradlinig ist und den Gesamtbereich 31,
32, 33 und 34 des Kanals in im Mittel gleich große
Bereiche teilt, wobei das arithmetische Mittel gemeint
ist. Die imaginäre Mittellinie kann gekrümmt oder gerad
linig über die Gesamterstreckung des Bahnmaterials 20
verlaufen. Der Kanal 26′ besitzt als Teil seines Ver
laufs Abschnitte 36, die sich von der Mittellinie 35 in
Querrichtung weiter weg erstrecken, als die Mindestab
stände 37 der Kanalquererstreckungen. Die seitliche
Mindesterstreckung des Kanals kann einen positiven oder
negativen Wert haben oder im wesentlichen Null sein.
Wenn alle seitlichen Erstreckungen einer Verlaufsperio
de einer Kontur auf der gleichen Seite der imaginären
Mittellinie 35 liegen, dann wird die seitliche Mindest
erstreckung als positiver Wert genommen. Wenn alle seit
lichen Erstreckungen einer Verlaufsperiode einer Kontur
auf der gleichen Seite einer imaginären Mittellinie
liegen und die seitlichen Mindesterstreckungen die Mit
tellinie berühren, dann ist die seitliche Mindester
streckung Null. Wenn die seitlichen Erstreckungen einer
Verlaufsperiode die imaginäre Mittellinie kreuzen, dann
wird die seitliche Mindesterstreckung als negativer
Wert angegeben, während die Erstreckung in die andere
Richtung als positiv angenommen wird. Ein Bahnmaterial,
bei dem alle Kanäle seitliche Erstreckungen aufweisen,
die im gleichen Abstand von einer imaginären Mittel
linie liegen, hat nicht die gewünschten Eigenschaften,
die mit dem erfindungsgemäßen Bahnmaterial in über
raschender Weise erreicht werden.
Jeder der Kanäle des Bahnmaterials 20 hat einen solchen
Verlauf, daß jede Scheitelkontur und jede Schnittkontur
irgendeine Ebene P3-P3 zwischen den Grenzbenen P1-P1
und P2-P2 alle Schnitte unter einem spitzen Winkel auf
weist, der nicht größer als etwa 70° gegenüber einer
vertikalen Bezugslinie bei in eine Batterie eingesetz
tem Batteriescheider ist. Beispielsweise ist die Linie
28d eine Schnittkontur der Ebene P3-P3 in bezug auf den
Oberflächenbereich 26 der ersten Hauptfläche 21. Das in
Fig. 3 dargestellte Bahnmaterial 20 ist so ausgerich
tet, daß jede der Linien 38 eine imaginäre senkrechte
Ausrichtlinie des Bahnmaterials 20 darstellt, die im
Betrieb vom Boden zum Deckel einer Batterie verläuft,
bei der das Bahnmaterial eingesetzt ist. Der Winkel Φ
ist ein spitzer Winkel zwischen einer imaginären Verti
kalen 38 zu einer Tangente an die Kontur 28d im Schnitt
punkt mit der Vertikalen 38. Eine bevorzugte Ausführung
des Bahnmaterials 20 hat eine imaginäre Mittellinie 35
für zumindest einige seiner Kanäle, die eine gerade
Linie ist und die im wesentlichen senkrecht verläuft,
wenn das Bahnmaterial 20 in eine Batterie eingesetzt
ist.
Fig. 4 stellt eine vergrößerte Ansicht eines Teils von
einer der beiden Hauptflächen eines erfindungsgemäßen
Bahnmaterials 40 dar. Die andere Hauptfläche dieses Aus
führungsbeispiels hat eine umgekehrte Anordnung, welche
im wesentlichen die gleiche Anordnung wie die auf der
in Fig. 4 erkennbaren Fläche ist. Der dargestellte
Teil des Bahnmaterials 40 weist eine Hauptfläche 41
auf, welche zusammenhängende Scheitelflächenbereiche
42a, 42b, 42c, 42d und 42e in Form von Scheitelkonturen
enthält, die diejenigen Konturen sind, welche am
nächsten zu einer imaginären Grenzebene der Hauptflä
che 41 liegen. Die Scheitelflächenbereiche 42a, 42b,
42c, 42d und 42e trennen benachbarte, langgestreckte
Oberflächenbereiche 43a, 43b, 43c und 43d und ihre
zugehörigen Fußpunktbereiche 43a′, 43b′, 43c′ und 43d′.
Der Scheitelbereich, beispielsweise der Bereich 42b,
bildet somit eine Scheitelkontur, welche einen benach
barten, langgestreckten Oberflächenbereich 43a von
einem benachbarten, langgestreckten Oberflächenbereich
43b trennt. Jeder der langgestreckten Oberflächenbe
reiche bildet einen offenen, zusammenhängenden Kanal.
Die Ausdrücke "offen" und "zusammenhängend" sind ge
trennte und unterschiedliche Ausdrücke, die nicht als
nähere Erläuterung des jeweils anderen zu verstehen
sind. Mit "offen" ist in der Beschreibung und den
Ansprüchen ein Kanal gemeint, der sich von der Ober
fläche des Bahnmaterials nach außen öffnet. Mit "zusam
menhängend" ist hingegen in der Beschreibung und den
Ansprüchen ein zusammenhängender, nicht segmentierter
Kanal gemeint, der sich von einem Ende zum anderen
erstreckt und in der Einsatzstellung eine zusammenhän
gende Gasentweichungsform hat.
Bei den offenen, zusammenhängenden Kanälen, die von den
langgestreckten Oberflächenbereichen 43a, 43b, 43c und
43d gebildet sind, kann man eine imaginäre Mittel
linie 44a, 44b, 44c und 44d ziehen, die jeweils jede
der langgestreckten Oberflächenbereiche 43a-d schnei
det. Der Kanal des Oberflächenbereichs 43a hat ebenso
wie jeder andere Kanal eine Quererstreckung 45 in bezug
auf die imaginäre Mittellinie 44a, die sich über die
seitliche Mindesterstreckung 46 des Kanals hinaus er
streckt, um einen Kanal 43a zu ergeben, der eine krumm
linige Form hat. Die gekrümmte Form ist im wesentlichen
sinusförmig. In ähnlicher Weise hat der Kanal 43b (die
Kanalidentifizierungsnummer ist hierin die Identifizie
rungsnummer der diesen Kanal bildenden langgestreckten
Fläche) Quererstreckungen 47 in bezug auf die imaginäre
Mittellinie 44b, welche sich über die seitliche Mindest
erstreckung 48 des Kanals 43b in bezug auf die Mittel
linie 44b erstrecken. Der Kanal 43b ist ebenfalls ge
krümmt, und zwar in Form einer Sinuskurve. Die Kanäle
43c und 43d haben die gleiche Form wie die Kanäle 43a
und 43b. Jeder der Kanäle 43a, 43b, 43c und 43d ist
bezüglich der anderen eingepaßt oder anders ausge
drückt, jeder der Kanäle 43a, 43b, 43c und 43d
erstreckt sich in seitlicher Richtung im wesentlichen
in gleichem Maße in die gleiche Richtung wie der nächst
benachbarte Kanal, und zwar auf einer Senkrechten zur
Mittellinie gemessen. Obgleich es nicht dargestellt
ist, ist es klar, daß andere Kanäle des Bahnmaterials
40 in einer Weise gekrümmt sein können, die nicht sinus
förmig und/oder ineinanderpassend ist, die jedoch trotz
dem die Bedingungen der Erfindung erfüllen.
Es hat sich gezeigt, daß das Bahnmaterial 40 einen
Batteriescheider ergibt, der einen wesentlichen Elektro
lyt/Elektrodenkontakt liefert; welches auf die Haupt
flächen des geformten Bahnmaterials ausgeübten Druck
kräften standhält; und das bei richtiger Orientierung
innerhalb einer Batterie gemäß nachfolgender Beschrei
bung eine verbesserte Gasentweichung bewirkt.
Das Bahnmaterial läßt sich in eine
Batterie derart ausgerichtet einsetzen, daß die imaginä
ren senkrechten Ausrichtlinien vom Boden zum Deckel der
Batterie in der Betriebsstellung laufen und daß im
wesentlichen alle Tangentiallinien an die Konturen je
des der Kanäle des Bahnmaterials einen spitzen Winkel
von bis zu 70° und vorzugswseise bis zu 50° in ihren
Schnittpunkten gemessen bilden, wobei unter im wesent
lichen alle Tangentiallinien mindestens 85%, vorzugs
weise mindestens 90% und insbesondere 100% verstanden
wird, wobei jeder verbleibende Teil einen spitzen Win
kel von 70 bis 90° bildet. Beispielsweise hat der Ka
nal 43d des Bahnmaterials 40 eine Kontur 49, welche
eine aus einer Vielzahl von Konturen ist, die auf der
Oberfläche der ersten Hauptfläche zwischen den Scheitel
konturen 42e des erhabenen Oberflächenbereichs und der
Fußpunktkontur 43d′ des vertieften Oberflächenbereichs
gebildet werden kann. Wenn eine imaginäre Linie 51, die
im Betrieb in einer Batterie senkrecht verläuft, die
Tangentiallinie 52 der Kontur 49 schneidet, dann
schließen diese Linien einen spitzen Winkel von bis 70°
mit der Vertikalen 51 an im wesentlichen jedem Punkt
auf der gekrümmten Kontur 49 ein.
Fig. 5 stellt eine vergrößerte Ansicht eines Teils von
Fig. 4 dar, um in Einzelheiten den Konturverlauf der
Wände der offenen Kanäle für das erfindungsgemäße Bahn
material zu zeigen. Zwischen der Fußpunktkontur 43d′
und der Scheitelkontur 42e ist eine Schnittkontur 49
eingezeichnet, welches die Schnittlinie des Bahnmate
rials 40 mit einer Ebene ist, die eine Parallelebene zu
mindestens einer Grenzebene des Bahnmaterials 40 dar
stellt. Die imaginären Linien 51 sind oberflächlich
über die Konturlinie 49 des Bahnmaterials 40 bei in der
Batterie vertikal ausgerichtetenn Bahnmaterial 40
gelegt. Die Linien 52 sind Tangenten der Kontur 49 am
Schnittpunkt mit der Vertikalen 51. Der Winkel phi (Φ)
ist der spitze Winkel zwischen der imaginären Vertika
len 51 und den imaginären Tangenten 52. Dabei wird
unter "Tangenten" eine gerade Linie verstanden, welche
durch zwei benachbarte Punkte auf einem gekrümmten oder
geradlinigen Abschnitt der Kontur verläuft. Das
Bahnmaterial soll offene Kanäle von gekrümm
tem Verlauf aufweisen. Diese Form soll Quererstreckun
gen haben, die sich über jede seitliche Mindester
streckung in bezug auf die Mittellinie des Kanals er
strecken. Außerdem muß das Bahnmaterial einen spitzen
Winkel phi von bis zu 70° an im wesentlichen allen
Punkte auf jeder der Kanalkonturen haben. Scheitel
oder Fußpunktkonturen sind zweckmäßige Konturen zur Be
stimmung des Winkels phi.
Die imaginären Vertikalen können im wesentlichen paral
lel zu einer imaginären Mittellinie von einem oder
mehreren Kanälen auf einem Bahnmaterial verlaufen oder
können unter einem Winkel dazu stehen, vorausgesetzt,
daß die Ausrichtung des Bahnmaterials die Erfüllung der
zuvor beschriebenen Kanalwinkelanforderungen erlaubt.
Die Kanäle des Bahnmaterials sollen eine gekrümmte Form
haben, die in Kombination miteinander einen Widerstand
gegen auf das Bahnmaterial ausgeübte Druckkräfte erzeu
gen. Vorzugsweise soll mindestens etwa 20% und insbe
sondere etwa 50% der gekrümmten Form aller Kanäle auf
jedem Bahnmaterial seitlich über die seitliche Mindest
erstreckung für jeden Kanal hinausragen. Kanäle, die
demnach eine im wesentlichen gleichmäßige seitliche Er
streckung haben, können also zwischen Kanälen mit mehr
als einer seitlichen Erstreckung liegen. In einer ande
ren Ausführung haben einige oder alle Kanäle langge
streckte Abschnitte, die eine gleichmäßige seitliche
Erstreckung haben.
Das Bahnmaterial eines erfindungsgemäßen Batteriescheiders wird vorzugsweise
aus einer Bahn von im wesentlichen gleichmäßiger Dicke
hergestellt. Die Gesamtform der anderen, nicht darge
stellen Hauptfläche des Bahnmaterials 40 entspricht da
her im wesentlichen einer Umkehrung der Hauptfläche 41
gemäß Fig. 4. Die Form der ersten Hauptfläche 41 ist
gegenüber der zweiten Hauptfläche symmetrisch.
Fig. 6 zeigt einen Teil eines Bahnmaterials 53, das
nach einem anderen Ausführungsbeispiel eine Hauptflä
che 53′ mit Kanälen 54 aufweist. Jeder einzelne Kanal
54a, 54b, 54c und 54d sowie zusätzliche Kanäle haben
die Form von offenen, zusammenhängenden Kanälen. Man
erkennt anhand von dem Kanal 54a, daß dieser eine ge
krümmte Form von im wesentlichen ringförmiger Gestalt
hat, die eine imaginäre Mittellinie 55 definiert. Der
Kanal 54a weist seitliche Erstreckungen 56 auf, die
größer als die seitlichen Mindesterstreckungen 57 des
Kanals in bezug auf seine imaginäre Mittellinie 55
sind. Die lateralen Erstreckungen 56 von einer Mindest
erstreckung 57 zu der anderen haben die Form eines
Kreisabschnitts. Der Kanal 54a besitzt eine oberfläch
liche Scheitelkontur 58 und eine oberflächliche Schei
telkontur 59, welche zusammen den Oberflächenbereichs
kanal 54a bilden. Neben dem Kanal 54b verläuft eine
oberflächliche Scheitelkontur 60, die am nächsten zur
Scheitelkontur 59 liegt. Die Scheitelkontur 59 und 60
der beiden benachbarten Kanäle 54a und 54b bilden einen
Scheitelbereich 61, der im wesentlichen eben und zusam
menhängend mit einer imaginären Grenzebene der Fläche
53′ ist. Der Scheitelbereich 61 trennt die Kanäle 54a
und 54b. Wenn das Bahnmaterial 53 in eine Batterie
derart eingebracht wird, daß die senkrechten Ausricht
linien der Batterie parallel zu jeder der imaginären
Mittellinien 55 der Kanäle verlaufen, so erkennt man
leicht, daß im wesentlichen alle Abschnitte der Kontu
ren 58, 59 und 60 spitze Winkel von bis zu 70° zur
Vertikalen einschließen.
Ein Teil der zweiten Hauptfläche des Bahnmaterials 53
ist in Fig. 7 dargestellt. Fig. 7 zeigt somit die
zweite Hauptfläche 62, welche offene, zusammenhängende
Kanäle 63a, 63b, 63c, 63d und andere ähnliche Kanäle
aufweist. Jeder der Kanäle 63a, 63b, 63c und 63d ist
von einem anderen durch Scheitelflächenbereiche 64a,
64b und 64c u. a. getrennt, welches die Komplemente zu
den Fußpunktbereichen 54a′, 54b′ und 54c′ der Kanäle in
der ersten Hauptfläche 53′ in Fig. 6 sind. Jeder Kanal
hat im wesentlichen die gleiche Form wie der nächst
benachbarte Kanal und ist mit diesem verschachtelt. Die
ebenen Scheitelbereiche 61 der Hauptfläche 53′ bilden
die ebenen Fußpunktbereiche 63a′, 63b′, 63c′ und 63d′
jedes der Kanäle 63a, 63b, 63c und 63d. Nimmt man einen
Kanal zum weiteren Beschreiben der Kanalform, so er
kennt man ohne weiteres, daß die imaginäre Mittelli
nie 65 den gemittelten Bereich des Kanals 63b in zwei
gleich große Bereiche teilt. Der Kanal 63b hat seit
liche Erstreckungen 66, die periodisch entlang des
Kanals zu beiden Seiten der Mittellinie 65 verlaufen.
Der Fußpunktbereich 63b′ des Kanals 63b auf der Haupt
fläche 62 entspricht dem Scheitelbereich 61 auf der
Hauptfläche 53′ des gleichen Bahnmaterials 53. Die
Scheitelkonturen des Kanals 63b sind die Konturlinien
67 und 68. Die Konturlinien 67 und 68 bilden die Gren
zen des Oberflächengebiets auf der Hauptfläche 62,
welches den Kanal 63b bildet. Eine Scheitelkonturlinie
69 bildet zusammen mit der Scheitelkonturlinie 68 die
Grenze für den Scheitelbereich 64b, der im wesentlichen
eben und mit der Grenzebene der Hauptfläche 62 zusammen
fallend ist und eine Trennung zwischen den Kanälen 63b
und 63c bildet. Dieser Scheitelbereich 64b entspricht
dem Fußpunktbereich des Kanals 54b auf der Hauptfläche
53′.
Man erkennt, daß das Bahnmaterial in den Ausführungen
gemäß den Fig. 4, 6 und 7 jeweils Kanäle auf jeder
seiner zwei Hauptflächen hat, deren Form trotz der
erforderlichen seitlichen Erstreckung, die größer als
jede Mindesterstreckung des Kanals ist, bewirkt, daß
tatsächlich alle der Kanalflächen (a) offen, (b) nach
oben zusammenhängend sind und (c) alle Oberflächenbe
reiche haben, welche alle Kanäle so formen, daß sie
einen spitzen Winkel von bis zu 70° zu einer imaginären
Vertikallinie einschließen, die vom Boden zum Deckel
einer Batterie bei eingesetztem Batteriescheider verlau
fen.
Fig. 8a zeigt einen Schnitt durch das Bahnmaterial
gemäß Fig. 4, und zwar entlang der Linie 8a-8a. Das
Bahnmaterial 40 hat eine erste Hauptfläche 41 und eine
zweite Hauptfläche 42, welche eine Bahn von im wesent
lichen gleichmäßiger Dicke 80 bilden. Es wird darauf
hingewiesen, daß die Dicke 80 über die Erstreckung des
Bahnmaterials 40 gewisse Schwankungen haben kann. Derar
tige Schwankungen sind beispielsweise auf die Herstel
lung des Bahnmaterials aus einem Ausgangsprodukt zurück
zuführen. Die Querschnittsform kann zusammenhängend ge
krümmt oder im wesentlichen sinusförmig sein. Andere
Formen sind in den Fig. 8b und 8c dargestellt und
weiter unten beschrieben. Die Hauptfläche 41 des Bahn
materials 40 weist Scheitelpunkte 81 auf, die einzeln
mit 81a, 81b, 81c, 81d und 81e bezeichnet sind, während
Fußpunkte 82 die Bezeichnungen 82a, 82b, 82c und 82d
tragen. Jeder der Scheitelpunkte 81 ist im wesentlichen
koplanar und angrenzend an eine imaginäre äußere Grenz
ebene des Bahnmaterials 40. Ferner entspricht jeder der
Scheitelpunkte 81a, 81b, 81c, 81d und 81e einem Punkt
auf der Scheitelkontur 41a, 42b, 42c, 42d und 42e, die
in Fig. 4 dargestellt sind. Jeder der Fußpunkte 82 auf
der Hauptfläche 41 liegt in räumlichem Abstand zu der
imaginären Grenzebene der Hauptfläche 41. Die äußeren
Oberflächenbereiche 83, die einzeln mit 83a-a, 83a-b,
83b-b, 83b-c, 83c-c, 83c-d, 83d-d und 83d-e bezeichnet
sind, sind Oberflächenbereiche, welche sich zwischen
den Scheitelpunkten 81 und den Fußpunkten 82 auf der
Fläche 21 erstrecken. Die Flächen 83 bilden zusammen
mit den Fußpunkten 82 die Kanäle 43a, 43b, 43c und 43d.
Beispielsweise ist der Kanal 43a von den Oberflächenbe
reichen 83a-a und 83a-b gebildet, welcher sich zusammen
mit dem Fußpunkt 82a vom Scheitelpunkt 81a zum
Scheitelpunkt 81b erstreckt. Der Kanal 43a ist vom Ka
nal 43b durch den Scheitelpunkt 81b getrennt. Jeder an
dere Kanal ist auf ähnliche Weise geformt und von einem
benachbarten Kanal getrennt. Man erkennt ohne weiteres,
daß die Oberflächenbereiche 83a-a und 83a-b jeweils ein
"vertiefter Oberflächenbereich" gegenüber den Scheitel
punkten 81a und 81b sind und auch als "erhabener Ober
flächenbereich" in bezug auf den Fußpunkt 82a angesehen
werden können.
Die andere Hauptfläche 42 des Bahnmaterials 40 hat im
wesentlichen die umgekehrte Form der Hauptfläche 41.
Jeder Scheitelpunkt 81 der Hauptfläche 41 hat einen ent
sprechenden Fußpunkt 84, der in Fig. 8a jeweils mit
84a, 84b, 84c, 84d und 84e an entsprechenden Punkten
auf der Hauptfläche 42 bezeichnet ist. In ähnlicher
Weise hat jeder Fußpunkt 82 auf der Hauptfläche 41
einen entsprechenden Scheitelpunkt 85, von denen die
einzelnen Punkte mit 85a, 85b, 85c und 85d auf der
Hauptfläche 42 bezeichnet sind. Man erkennt ohne weite
res, daß jeder Kanal auf einer Fläche eine Trennwand
zwischen benachbarten Kanälen auf der anderen Fläche
des Bahnmaterials bildet.
Die Fig. 8b und 8c sind Beispiele für andere Quer
schnittsformen, die zur Bildung von offenen, zusammen
hängenden Kanälen des Bahnmaterials
verwendet werden können. Fig. 8b zeigt eine Quer
schnittsform, bei der eine Fläche 86 einen einzelnen
Scheitelpunkt 87 aufweist, der benachbarte Kanäle
trennt und wobei die Fläche 86 mehrere Fußpunkte be
sitzt, die einen ebenen Fußpunktbereich 88 für jeden
Kanal bilden. Die andere Fläche 89 hat eine umgekehrte
Form, welche gemäß Definition einen einzigen Fußpunkt
90 für jeden Kanal besitzt, der jeweils einem Scheitel
punkt 87 auf der Fläche 86 entspricht. Die Fläche 89
besitzt eine Mehrzahl von benachbarten Scheitelpunkten,
welche einen ebenen Scheitelbereich 91 bilden, der wie
derum jeweils einem ebenen Fußpunktbereich 88 auf der
Fläche 86 entspricht. Jeder Scheitelbereich auf einer
Fläche bildet eine Trennung zwischen benachbartend Kanä
len auf der anderen Fläche.
Fig. 8c zeigt eine Querschnittsform, bei der jeder
Kanal auf einer Fläche eine Mehrzahl von Fußpunkten
aufweist, die einen ebenen Fußpunktbereich 92 als Teil
des Kanals bilden und wobei eine Vielzahl von Scheitel
punkten einen ebenen Scheitelbereich 93 bildet, der be
nachbarte Kanäle trennt.
Man erkennt, daß die auf jeder Seite eines
Bahnmaterials geformten Kanäle unterschiedliche
Querschnittsformen haben können. Ferner kann die Ober
flächenform jedes Kanals eines Bahnmaterials gegenüber
einem benachbarten Kanal unterschiedlich sein. Bei
spielsweise können bestimmte Kanäle auf einer Seite
eines Bahnmaterials eine anhand von Fig. 4 zuvor be
schriebene Sinusform haben, während andere Kanäle der
gleichen Fläche eine Ringform gemäß Fig. 6 haben kön
nen. In einer anderen Ausführung kann jeder Kanal auf
einer Seite eines Bahnmaterials Abschnitte von einer
ersten Form und Abschnitte einer anderen zweiten Form
haben.
Es wird darauf hingewiesen, daß jeder Kanal auf einer
Seite des Bahnmaterials eine Form haben kann, deren
Quererstreckung von mindestens einer den Kanal bilden
den Fläche im wesentlichen den gleichen Abstand zu
einer imaginären Mittellinie des Kanals über einen be
stimmten Abstand entlang des Kanals aufweist. Solche
Kanäle, die gleiche laterale Erstreckungen haben, sol
len jedoch nicht Teil des Bahnmaterials in einem sol
chen Ausmaß sein, das eine wesentliche Herabsetzung des
Druckkraftwiderstandes mit sich bringt. Das genaue Maß
der zulässigen gleichen Querversetzung eines Kanals
oder Kanalabschnitts hängt von der spezifischen Form
des übrigen und insbesondere der benachbarten Kanäle
sowie von der spezifischen Zusammensetzung des Bahnmate
rials ab, welches einen Druckwiderstand gegenüber Zusam
menfallen entwickelt, wie dies von Fachleuten bestimm
bar ist. Vorzugsweise soll das Bahnmaterial zur Herstel
lung eines Batteriescheiders weniger als 50%
aller Kanäle oder Kanalabschnitte mit gleicher Querver
setzung aufweisen.
Der erfindungsgemäße Batterieabscheider wird aus einem porö
sen Bahnmaterial von im wesentlichen gleichmäßiger Stär
ke gefertigt, welche von 0,025 bis 1,0 mm
reicht, vorzugsweise von 0,1 mm bis 1,0 mm.
Das gewünschte Bahnmaterial kann durch Prägen, Pressen
oder ähnliche bekannte Herstellungsverfahren in einem
Material geformt werden, das eine im wesentlichen
gleiche Dicke aufweist, wobei allerdings z. B. Dehnungen
während des Verformens auftreten können. Die maximale
räumliche Dicke des verformten Bahnmaterials kann von
0,25 mm bis 5,0 mm reichen, obgleich auch
größere oder kleinere maximale räumliche Dicken für
bestimmte Anwendungsfälle herstellbar sind.
Das erfindungsgemäß verformte Bahnmaterial muß aus
einer säurestabilen Zusammensetzung hergestellt sein.
Die Zusammensetzung umfaßt vorzugsweise ein thermopla
stisches Polymeres mit einem säurewiderstandsfähigen an
organischen Füllstoff. Die bevorzugte Zusammensetzung
umfaßt von 20 bis 75% und vorzugsweise von
30 bis 60 Gew.% eines thermoplastischen Polymeren
und von 25 bis 80 Gew.%, vorzugsweise von 30
bis 75 Gew.% eines säureresistenten anorganischen Füll
stoffes. Das bevorzugte thermoplastische Polymere ist
ein Kunstharz, welches mindestens ein Harz aus der
Gruppe eines Polymeren oder Copolymeren von Ethylen,
Propylen, Butylen, Vinylchlorid, Acryl oder Styrol ent
hält. Ein stärker bevorzugtes Polymeres enthält minde
stens 50% Ethyleneinheiten. Bevorzugte Zusammensetzun
gen enthalten Zusatzstoffe wie Weichmacher, Öl, Stabili
satoren, Netzmittel.
Das Bahnmaterial kann außerdem aus
wärmehärtenden Harzzusammensetzungen hergestellt sein.
Die Zusammensetzung muß in die richtige Form gebracht
werden, bevor sie oder während sie einer erhöhten Tempe
ratur ausgesetzt wird, um den harzartigen Stoff auszu
härten. Wärmehärtende Zusammensetzungen, welche das
Bahnmaterial bilden können, umfassen Zu
sammensetzungen mit wärmehärtenden Harzen, beispielswei
se Phenolharze, EPDM (Ethylen/Propylen/Dien), schwefel
gehärtetes Isopren, Butadien, Styrol, sowie Zusam
mensetzungen, die in der US-PS 55 51 362 erwähnt sind.
Das Bahnmaterial soll porös sein, so daß es eine offen
porige Struktur hat. Die Porengrößen sollen im allge
meinen zwischen 0,01 und 40 µm im Durchmesser
liegen. Das Bahnmaterial muß auf eine Weise hergestellt
werden, welche die Struktur der Poren nicht verschmilzt
oder verschließt. Das vollständige Zusammenfallen der
Poren oder selbst das Zusammenfallen oder Verschließen
der Porenstruktur an der Oberfläche des geformten Bahn
materials würde zu einem Produkt führen, das im Falle
des Einsatzes als Batteriescheider erhöhten elek
trischen Widerstand aufweisen würde. Eine gewisse Reduk
tion in der insgesamten Porengröße kann jedoch während
der Verarbeitung und Herstellung des Bahnmaterials auf
treten, die auch toleriert werden kann.
Mit Hilfe des Bahnmaterials lassen sich erfindungs
gemäß verbesserte Batteriescheider, insbesondere für
Blei-Akkumulatoren herstellen. Eine bevorzugte Ausfüh
rungsform für einen Batteriescheider besteht aus einzel
nen Platten. Jede Platte hat Ränder, welche die Abmes
sungen der Hauptflächen des Bahnmaterials derart defi
nieren, daß diese Abmessungen zumindest im wesentlichen
gleich wie die Elektrodenplatten sind, zwischen die das
Bahnmaterial eingesetzt werden soll. Fig. 9 zeigt eine
im wesentlichen rechtecksförmige Flächenkonfiguration 192,
welche durch eine Oberkante 193a eine Unterkante 193b
und durch Seitenkanten 94 begrenzt ist. Die Ausdrücke
"oben", "unten" und "Seiten" beziehen sich auf die
Ausrichtung in einer Batterie in der das Bahnmaterial
als Batteriescheider verwendet wird. Die Oberkante 193a
soll diejenige Kante des Batteriescheiders sein, die
bei der normalen Verwendung am nächsten zum Deckel der
Batterie liegt. In ähnlicher Weise soll die Unterkante
193b diejenige Kante sein, die am nächsten zum Boden der
Batterie liegt, wenn diese sich im Normalbetrieb befin
det. Der Batteriescheider soll aus einem zuvor erwähn
ten Bahnmaterial derart geformt sein, daß jeder Kanal
auf beiden Hauptflächen des Batteriescheiders ein offe
ner, zusammenhängender Kanal ist, wobei ihre Oberflä
chenbereiche ununterbrochen offen oder in der im Be
trieb stehenden Ausrichtung nach oben gerichtet sind.
Die Formanforderungen für den Batteriescheider liefern
nicht nur die zuvor erwähnten, gewünschten Eigenschaf
ten sondern schaffen auch ein Bahnmaterial, daß seine
Oberkante 193a mit seiner Unterkante 193b beim Einsetzen
zwischen Platten von entgegengesetzter Polarität ver
tauschen kann, ohne daß eine der gewünschten Eigenschaf
ten darunter leidet. Dadurch besteht die Möglichkeit
der Bildung eines Batteriescheiders in Form einer Um
wicklungs- oder U-Form aus einem einzigen Stück Bahnma
terial. Fig. 9a zeigt eine um eine Elektrodenplatte 96
U-förmige gefalteten Batteriescheider 95. Der Batterie
scheider 95 ist dadurch gebildet, indem an der Stel
le 97 an einer Seitenkante zu einer Stelle 98 an der
gegenüberliegenden Seitenkante eine Faltung vorgenommen
ist, wobei die Stellen 97 und 98 etwa gleich weit von
einer Oberkante 99 des Batteriescheiders entfernt lie
gen. Die Seitenränder jeder Seite des Batterieschei
ders, die an andere Teile des gleichen Seitenrandes
anstoßen, können miteinander versiegelt werden, um ver
siegelte Ränder 100 und 100′ zu bilden, beispielsweise
durch übliches Heißsiegeln oder Ultraschallschweißen
von thermoplastischem Bahnmaterial. Eine solche Batte
riescheidertasche schaltet Batterieausfälle weiterhin
aus, die durch Kontaktbrücken zwischen Platten von ent
gegengesetzter Polarität aufgrund von Niederschlag oder
Spanmaterial entstehen, das im allgemeinen als Auswurf
oder Schlamm bezeichnet wird, welcher sich am Boden
eines Batteriegefäßes ansammelt.
Das Bahnmaterial läßt sich leicht zu
einem Batteriescheider formen, der guten Elektro
lyt/Elektrodenkontakt hat, der eine verbesserte Gasent
weichung besitzt, der einen guten Verformungswiderstand
gegenüber Druckkräften aufweist und der die Herstellung
einer Batterie darüberhinaus wegen seiner Fähigkeit er
leichtert, beim Einsetzen entweder mit der Oberkante
oder mit der Unterkante nach unten einsetzbar ist, oder
die Bildung einer weiterhin verbesserten Batterie durch
seine Fähigkeit erleichtert und daß er in eine U-Form
bringbar ist, welche einen Kontakt von Platten entgegen
gesetzter Polarität durch abgestoßenes aktives Mate
rial und ähnliche Ansammlungen verhindert.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch zwei Elektroden
platten von entgegengesetzter Polarität, zwischen denen
ein Batteriescheider 103 wie in einer arbeitsfähigen Batte
rie eingebracht ist. Die positive Platte 101 und die
negative Platte 102 stoßen an die imaginären Grenzebe
nen des Batteriescheiders 103 derart, daß die Flächenbe
reiche jedes der benachbarten Kanäle auf jeder Seite im
wesentlichen die Elektrodenplatte berühren. Vorzugswei
se soll der Batteriescheider so ausgerichtet sein, daß
er Oberflächenbereiche von reduzierter Porosität 104 ge
gen oder an die positive Elektrodenplatte 101 legt (wo
bei die reduzierte Porosität auf Druck und ähnliche
Verarbeitungsparameter zurückzuführen ist), während
Oberflächenbereiche von größerer Porosität 105 in Rich
tung auf die negative Elektrodenplatte 102 gerichtet
sind oder diese berühren. Die Wirksamkeit des Batterie
scheiders ist jedoch nahezu gleich gut, als wenn die
Oberflächenbereiche des Batteriescheiders, welche jede
Platte berühren, derart umgedreht sind, daß die Ober
flächenbereiche 104 an der negativen Platte 102 und die
Oberflächenbereiche 105 an der positiven Platte 101 lie
gen.
Jeder der Scheitelbereiche, welcher benachbarte Kanäle
auf einer Fläche eines Bahnmaterials trennt, stößt im
wesentlichen an eine Grenzflächenebene des Bahnmate
rials. Vorzugsweise ist jeder Scheitelbereich, der be
nachbarte Kanäle auf einer Seite einer Bahn trennt,
mindestens zu 75%, oder vorzugsweise zu 90%
und insbesondere zu im wesentlichen 100% zusammenhän
gend und vom Unterrand zum Oberrand der Batterieschei
derfläche mit seiner Grenzflächenebene zusammenfallend.
Jeder zusammenhängende Scheitelflächenbereich soll von
anderen Scheitelflächenbereichen auf der gleichen Seite
des Bahnmaterials vollständig getrennt sein. Benachbar
te Scheitelflächenbereiche auf einer Seite des Bahnmate
rials können eine räumliche Beziehung von gleichem Ab
stand, wie dies durch die ineinanderpassende Form des
Bahnmaterials gemäß Fig. 4 dargestellt ist, oder von
verschiedenen Abständen, wie dies von einer nicht inein
anderpassenden Form realisiert ist, von einem Scheitel
flächenbereich zum nächsten über die Gesamterstreckung
jedes Scheitelflächenbereichs haben. Der Scheitelflä
chenbereich soll auf jeder Batterieplatte nicht mehr
als 50% überschreiten, und vorzugsweise 30% des
gesamten Flächenbereichs der zu der Platte benachbarten
Hauptfläche. Ferner ist der räumliche Abstand zwischen
benachbarten Scheitelflächenbereichen so groß, daß zu
mindest zwei offene, zusammenhängende Kanäle je 25 mm
gebildet sind, obgleich weniger Kanäle durch bestimmte
Formgebungen zweckmäßig geformt sein können und trotz
dem die gewünschten Eigenschaften aufrechterhalten.
Die Fig. 11, 12 und 13 zeigen einen Batterieschei
der 12, der eine ebene Trägerbahn 13 und verschachtelte
sinusformähnliche Rippen 14a bis 14o aufweist. Die Ober
fläche der Trägerbahn 13 und die verschachtelten sinus
formartigen Rippen 14a bis 14o bilden eine Seite 15 des
Batteriescheiders 12. Die andere Seite 16 des Batterie
scheiders 12 ist eben oder kann verschiedene Formen von
erhabenen oder vertieften Bereichen haben oder kann
eine Rippenkonstruktion wie auf der Seite 15 aufweisen,
die im nachfolgenden näher erläutert wird.
Die Trägerbahn 13 soll eine ebene Bahn sein. Man er
kennt somit, daß die Erstreckung der Trägerbahn 13 im
wesentlichen in einer einzigen Ebene in vertikaler und
horizontaler Rictung verläuft. Ausdrücke wie "gerade"
oder "eben" sind relative Ausdrücke, denn nur wenige
Dinge sind tatsächlich "gerade" oder "eben". Man be
zeichnet die Trägerbahn 13 daher als im wesentlichen
eben, wobei z. B. Herstellungsunregelmäßigkeiten oder Materialver
werfungen zugelassen werden.
Der Batteriescheider 12 weist einen Unterrand 17, einen
Oberrand 18 und zwei Seitenränder 119 und 120 auf. Je
der dieser Ränder kann natürlich auch schräg geschnit
ten sein. Die Ausrichtung des Unterrandes und des Ober
randes 17, 18 des Batteriescheiders 12 bezieht sich
auf die Ausrichtung, die der Batteriescheider bei rich
tigem Einsatz in einer Batterie hat.
Die sinusformartigen Rippen 14 erstrecken sich vom Un
terrand 17 der Seite 15 des Batteriescheiders 12 zum
Oberrand des Batteriescheiders 12. Jede Rippe kann auf
der Trägerbahn 13 von benachbarten Rippen getrennt be
trachtet werden. Beispielsweise ist die Rippe 14c auf
der Trägerbahn 13 von der benachbarten Rippe 14b und
der benachbarten Rippe 14d isoliert.
Die sinusformartigen Rippen 14 erstrecken sich zusammen
hängend vom Unterrand 17 zum Oberrand 18 der Batterie
scheiderfläche 15. Dies stellt eine bevorzugte Ausfüh
rungsform dar. Ein einfaches Unterbrechen des Zusammen
hangs der Rippen an bestimmten Stellen entlang ihrer
Länge wird jedoch nicht als besonders schädlich angese
hen und kann sogar gewisse Vorteile haben. Die Rippen
sollen daher mindestens zu 75%, vorzugsweise zu 90%
und insbesondere zu 100% bei der Erstreckung vom Unter
rand 17 zum Oberrand 18 der Batteriescheiderfläche 15
zusammenhängen.
Mit sinusformartig ist gemeint, daß nicht nur symme
trisch gekrümmte Kurven gemäß den Fig. 11 bis 13
umfaßt werden, sondern daß auch Zick-Zack-Kurven gemäß
Fig. 15 sowie andere Kurvenformen umfaßt sind. Messun
gen werden nach üblicher Ingenieurspraxis durchgeführt,
d. h. es wird eine imaginäre Mittellinie der Rippen
verwendet.
Es ist außerdem für die überlegene Wirkungsweise des
Batteriescheiders 12 wichtig, daß die Rippen 14 nicht
mehr als eine vollständige Welle je 45 mm in vertikaler
Richtung, vorzugsweise je 75 mm in vertikaler Richtung
und insbesondere je 100 mm in vertikaler Richtung ha
ben. Man erkennt, daß für die Rippe 14c der Abschnitt
zwischen den Punkten a und b eine Welle ist und daß der
Abschnitt zwischen den Punkten c und d eine umgekehrte
Welle ist, von denen sich jede 165 mm in vertikaler
Richtung erstreckt. Außerdem läuft bei einem Batterie
scheider 12 mit überlegener Eigenschaft eine der senkrechten
Linien A-E vom Unterrand zum Oberrand der Batterieschei
derfläche nicht durch mehr als vier Rippen. Eine senk
rechte Linie vom Unterrand 17 zum Oberrand 18 der Flä
che 15 des Batteriescheiders 12 läuft in Fig. 11 durch
nicht mehr als zwei Rippen.
Für einen überlegenen Betrieb ist es außerdem wichtig,
daß die sinusformartigen Rippen 14 eine Ablenkung von
der Vertikalen von 5 bis 25°, vorzugsweise von 10 bis
15° haben. Die Ablenkung von der Vertikalen wird durch
Ziehung einer geraden Linie A-E zwischen benachbarten,
umgekehrten Spitzen auf einer Rippe 14 und Messung des
Winkels dieser Linie zur Vertikalen festgestellt. Eine
derartige Linie ist die gestrichelte Linie 111, die
zwischen den Scheiteln c und b der Rippe 14c gezogen
ist.
Es ist auch wichtig, daß für eine universelle Anwendbar
keit des Batteriescheiders 12 jede Rippe 14 eine gesam
te horizontale Auslenkung von 3 bis 50 mm, vorzugsweise
10 bis 25 mm und insbesondere 14 bis 20 mm hat. Es ist
wichtig, daß die gesamte horizontale Auslenkungsdistanz
zumindest etwa 10 mm weit ist, so daß bei Verwendung
des Batteriescheiders 12 in Verbindung mit vielen üb
lichen rohrförmigen Elektrodenplatten jede Rippe den
Abstand zwischen benachbarten Röhren überbrückt. Die
Röhren haben häufig eine Breite oder Horizontaler
streckung von 9 bis 10 mm. Aus Fig. 11 folgt außerdem,
daß die Horizontalauslenkungsdistanz die zweifachen Am
plitude der Welle der sinusformartigen Rippe ist. Gemäß
Fig. 11 definieren die Linien C, D und E die Grenzen
einer Welle von j bis k, wobei D die Mittellinie
bildet. Die Amplitude dieser Welle ist der Abstand o
zwischen m und n und außerdem der Abstand p zwischen r
und s.
Benachbarte Rippen 14 sind vorzugsweise verschachtelt,
worunter verstanden wird, daß eine vertikale Linie wie
die gestrichelte Linie A, die entlang eines senkrechten
Extremwerts der Versetzung einer bestimmten Rippe 14,
beispielsweise der Rippe 14c, welche den vertikalen Ex
tremwert an zwei Punkten berührt, eine benachbarte Rip
pe 14b in den Punkten e, f und g schneidet. Vorzugswei
se sind die Rippen 14b und c miteinander in Phase und
in gleichem Abstand zu benachbarten Rippen 14 über ihre
gesamte Länge und außerdem sind sie symmetrisch.
Zur besten Funktion des Batteriescheiders sollte das
Verschachteln nicht mehr als 3/4 der Horizontalauslen
kungsdistanz betragen, vorzugsweise nur 1/2 der Horizon
talauslenkungsdistanz. Unter Verschachtelung von nicht
mehr als 3/4 der Horizontalauslenkungsdistanz wird jene
Distanz verstanden, über welche z. B. die Rippe 14b
durch die gestrichelte, angenommene Linie A am Punkt h
gesehen verläuft, gegenüber der Horizontalauslenkungs
distanz der Rippe 14c gemessen zwischen den angenomme
nen Linien A und B. Wenn die Verschachtelung somit 3/4
der Horizontalauslenkungsdistanz beträgt, würden die
Rippen selbst bei bevorzugter Symmetrie von benachbar
ten Rippen um 1/4 der Horizontalauslenkungsdistanz ge
trennt sein.
Für eine überlegene Funktion des Batteriescheiders ist
es außerdem wichtig, daß keine senkrechte Linie vom
Unterrand 17 zum Oberrand 18 der Fläche 15 des Batterie
scheiders 12 gezogen werden kann, ohne daß mindestens
eine der Rippen zumindest zweimal geschnitten wird. Man
erkennt aus Fig. 11, daß die angenommene Linie A die
Rippe 14b dreimal und die angenommene Linie B die Rip
pe 14c ebenfalls dreimal schneidet.
Der erfindungsgemäße Batteriescheider 12 läßt sich auf
verschiedene Weise herstellen, wobei diese Herstellungs
verfahren in Zukunft noch verfeinerbar sind. Beispiels
weise kann ein mit einem Füllstoff versehener Naturkau
tschuk in einer Wasseraufschlämmung in eine Form gegos
sen werden. Anschließend kann der Kautschuk ausgehärtet
und das Wasser ausgetrieben werden, was einen porösen
Batteriescheider 12 mit vorgegebener Form ergibt. Der
Batteriescheider 12 läßt sich anschließend aus der Form
nehmen. Das zweckmäßigste und tatsächlich praktische
Verfähren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Batte
riescheiders 12 ist ein Kalan
drierverfahren. Diese Verfahren sind in den US-Patent
schriften 39 17 772 und 37 98 294 beschrieben.
Die bevorzug
te Zusammensetzung für eine Verwendung in Verbindung
mit dieser Erfindung ist in der US-PS 33 51 495 be
schrieben.
Zur guten Kalandrierung soll die zur Herstel
lung des Batteriescheiders verwendete Zusammensetzung
zumindest 30 Vol.% eines Weichmachers enthalten, bei
spielsweise ein Öl gemäß US-PS 33 51 495, es kommen
jedoch auch andere Mittel wie Petroleumwachse allein
oder mit Öl oder mit Phthalatweichmachern in Frage.
Vorzugsweise liegen die anderen Stoffe in der Zusammen
setzung in wesentlichen Volumenanteilen vor und sind
Kunststoffe, vorzugsweise Thermoplaste und insbesondere
Polyolefine, wobei Polyethylen bevorzugt verwendet
wird; außerdem kommt ein inerter Füllstoff dazu.
Das Kalandrierverfahren umfaßt das Extrudieren der zu
kalandrierenden Zusammensetzung aus einem Extruder 125
in Form einer Bahn 126 und das Aufrechterhalten eines
kleinen Überschusses 127 am Walzenspalt der Kalanderwal
zen 128 und 129. Die Kalanderwalze 128 hat das zur
Herstellung der Rippen 14 gemäß Fig. 11 dienende
Muster von Nuten in ihrer Kalandrieroberfläche einge
ätzt oder eingeschnitten. Diese Kalandrierform ist an
hand der Fig. 11 bis 13 beschrieben worden und wird
daher nicht wiederholt. Walzen 132 und 133 dienen zur
Festlegung der Gesamtdicke des Batteriescheiders. Wal
zen 134 und 135 deuten zusätzliche Walzen an, die entwe
der zur Handhabung der Übertragbarkeit der Batterie
scheiderbahn oder zur Verstärkung ihrer Kühlwirkung vor
handen sein können. Die noch immer plastifizierte Bahn
wird bei 136 aufgewickelt, jedoch kann die Bahn auch
direkt zu einer Station laufen, in der der Weichmacher
extrahiert wird und/oder das Schneiden des Batterie
scheiders auf seine Endgröße erfolgt. Der erfindungsge
mäße Batteriescheider wird in Akkumulatoren verwendet
und dort zwischen die positive Platte und die negative
Platte gesteckt. Die sinusformartigen Rippen 14 sollen,
wenn sie nur auf einer Seite des Batteriescheiders 12
vorhanden sind, an die positive Platte oder das positiv
aktive Material gelegt werden. Wenn beide Seiten des
Batteriescheiders 12 die sinusformartigen Rippen 14 auf
weisen, die Rippen 14 auf einer Seite jedoch höher als
auf der anderen Seite von der Trägerbahn 13 vorstehen,
dann legt man vorzugsweise diejenige Seite des Batterie
scheiders 12 gegen das positiv aktive Material, welche
die größere Rippenhöhe hat, während die andere Seite
des Batteriesscheiders 12 gegen das negativ aktive
Material oder die negative Platte gelegt wird. Zwischen
dem Batteriescheider 12 und der Batterieplatte oder dem
aktiven Material kann irgendein Stoff vorhanden sein.
Ein solcher Stoff ist beispielsweise eine an sich be
kannte Glasmatte oder das Material, welches die Röh
ren 142 für eine Röhrenelektrode bildet.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist der erfindungsgemäße
Batteriescheider 12 ein universeller Batteriescheider,
da er nicht nur für die Verwendung bei üblichen Blei-Ak
kumulatoren mit ebenen Elektroden ideal geeignet ist,
sondern auch für Röhrenelektroden verwendet werden
kann, die ebenfalls weite Verbreitung haben. Ein Bei
spiel für eine derartige Elektrodenplatte ist in der
US-PS 37 25 130 beschrieben. Fig. 16 zeigt eine Viel
fachtasche oder ein Röhrenband, wie es nach der Füllung
mit aktivem Material aussieht. Die Röhren 142 sind üb
licherweise in horizontaler Richtung mit der Batterie
platte fluchtend 7 bis 15 mm breit. Es folgt aus der
Krümmung jeder Röhre, daß die Fläche eines Batterie
scheiders, die an der Röhre anliegt, sich in den Raum
zwischen den äußeren Abmessungen von benachbarten Röh
ren einzudrücken neigt, was eine Belastung auf den
Batteriescheider ausübt. Diese Belastung wird bei dem
erfindungsgemäßen Batteriescheider minimiert, so daß er
hier besonders widerstandsfähig ist. Der Batterieschei
der wird in der Batterie an die Vielzahl von Batterie
röhren angelegt, die horizontal zu einer rohrförmigen
Batterieplatte gemäß Fig. 16 ausgerichtet sind. Die 7
bis 15 mm Breite der einzelnen Röhren sind in Horizon
talrichtung der Batterieröhren zu messen.
Außerdem gibt die sinusformartige Anordnung einen guten
Widerstand gegen Bruch des Batteriescheiders während
der Auflade- und Entladezyklen der Batterie, bei denen
sich die Batterieplatten ausdehnen und zusammenziehen.
Während dieser Zyklen besteht eine wesentliche Beanspru
chung, welche den Batteriescheider auseinander zu
reißen oder zu verbrechen versucht. Außerdem läßt sich
der Batteriescheider leicht falten und versiegeln.
Claims (15)
1. Batteriescheider in Form einer Bahn mit zwei gegen
überliegenden Seiten, wobei jede der Seiten einen
Oberrand und einen Unterrand aufweist, dadurch ge
kennzeichnet, daß zumindest eine der Seiten eine
Vielzahl von sinusformartigen Rippen (14a-o) auf
weist, die mindestens zu 75% ihrer Erstreckung
vom Unterrand zum Oberrand der Batteriescheider
seite zusammenhängend, im übrigen jedoch voneinan
der getrennt sind, wobei zumindest einige der Rip
pen (14a-o) mit einer benachbarten Rippe verschach
telt sind.
2. Batteriescheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bahn eine im wesentlichen ebene
Stützbahn (13) ist.
3. Batteriescheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rippen (14a-o) nicht mehr
als eine volle Periode je 45 mm Vertikaldistanz
aufweisen.
4. Batteriescheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die sinusformartigen Rippen
(14a-o) eine Ablenkung von der Vertikalen von
5 bis 25° haben und daß ihre gesamte Horizontalaus
lenkung 3 bis 50 mm beträgt.
5. Batteriescheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die sinusformartigen Rippen (14a-o)
bei ihrer Erstreckung vom Unterrand (17) zum Ober
rand (18) der Batteriescheiderseite (15) min
destens zu 90% zusammenhängend sind und eine Ab
lenkung von der Vertikalen von 10 bis
15° haben, daß die gesamte Horizontalauslenkung
10 bis 25 mm beträgt und daß sie um
nicht mehr als 3/4 der Horizontalauslenkung ver
schachtelt sind und nicht mehr als eine vollständi
ge Periode je 75 mm Vertikaldistanz haben.
6. Batteriescheider nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß vom Unterrand (17) zum Oberrand (18)
der Seite (15) mit den sinusformartigen Rippen
(14a-o) keine vertikale Linie (A-E) gezogen werden
kann, die nicht mindestens eine der Rippen (14b-d,
14h-j) zumindest zweimal schneidet und die nicht
durch mehr als vier Rippen (14b-d, 14h-j) ver
läuft, und daß die Rippen (14a-o) nicht mehr als
eine volle Periode je 100 mm Vertikaldistanz auf
weisen, um nicht mehr als etwa die Hälfte der
Horizontalauslenkung verschachtelt sind und eine
gesamte Horizontalauslenkung von 14 mm bis
20 mm haben.
7. Batteriescheider nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Batteriescheider in einer Batte
rie an eine Anzahl von Röhren (142) gelegt ist,
wobei die Röhren (142) in horizontaler Richtung zu
einer Röhrenelektrode ausgerichtet sind und wobei
jede der Röhren (142) eine jeweilige Rohrbreite
von 7 mm bis 15 mm in Richtung der
Horizontalausrichtung der Röhren (142) hat.
8. Batteriescheider für einen Blei/Säure-Akkumulator
mit einem säurestabilen, porösen Bahnmaterial, das
erste und zweite Seiten aufweist, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bahnmaterial innerhalb beabstan
deter Ebenen, welche die Seiten enthalten, geformt
ist und eine Vielzahl von getrennten, zusammenhän
genden und offenen Kanälen auf jeder der Seiten
aufweist, daß jeder Kanal auf jeder Seite eine
Trennung zwischen zwei Kanälen auf der anderen
Seite darstellt, daß jeder der Kanäle eine imaginä
re Mittellinie definiert, daß zumindest einige Tei
le von mindestens einigen Kanälen sich in bezug
auf die Mittellinie in Querrichtung erstrecken und
daß die Kanäle so angeordnet sind, daß eine Tangen
te an im wesentlichen jeden Bereich jedes der
Kanäle unter einem spitzen Winkel Φ verläuft, der
nicht größer als 70° in bezug auf eine imaginäre
senkrechte Linie angeordnet ist, die vom Unterrand
zum Oberrand einer mindestens einen derartigen Bat
teriescheider enthaltenden Batterie verläuft.
9. Batteriescheider nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ebenen beabstandete, im wesent
lichen parallele Ebenen (P1; P2) sind.
10. Batteriescheider nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Querschnitt durch irgendeinen
der Kanäle senkrecht zur imaginären Mittellinie
der Kanäle über die Gesamterstreckung des Kanals
im wesentlichen gleich ist.
11. Batteriescheider nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß im wesentlichen jeder Bereich jedes
der Kanäle unter einem Winkel Φ ausgerichtet ist,
der nicht größer als 50° ist.
12. Batteriescheider nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens einige der Kanäle eine im
allgemeinen sinusformartige Form haben, wenn man
entweder auf die erste oder zweite Seite des Bat
teriescheiders blickt.
13. Batteriescheider nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest ein gewisser Bereich jedes
Kanals im allgemeinen sinusförmig ist, wenn man
auf die erste Seite oder die zweite Seite des
Batteriescheiders blickt.
14. Batteriescheider nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder der Kanäle im wesentlichen den
anderen in allgemeiner Form ähnlich ist, wenn er
von der ersten oder der zweiten Seite betrachtet
wird und daß er im wesentlichen gekrümmt ist.
15. Batteriescheider nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens einige der Kanäle in bezug auf
einen benachbarten Kanal verschachtelt sind.
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