DE3211331A1 - Mit einem hitzeschrumpfbaren klebestreifen umhuellte und versiegelte galvanische trockenzelle - Google Patents
Mit einem hitzeschrumpfbaren klebestreifen umhuellte und versiegelte galvanische trockenzelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine versiegelte galvanische Trockenzelle und insbesondere einen zylindrischen sich verbrauchenden
Anodenbehälter, der darin angeordnet eine Depolarisator= mischung enthält, die durch einen Separator vom Behälter
getrennt ist, einen Stromkollektor, bestehend aus einem Kohlenstoffstab, der in der Mitte der Depolarisatormischung
eingebettet ist, einen Verschluß mit einer Mittelöffnungs
durch die der Stromkollektor hindurchreicht und mit einem Randteil, der auf der Oberseite des oberen Randes des Behälters
angeordnet ist, und worin ein hitzeschrumpfbares Band fest haftend befestigt ist, und die ein Ganzes bildende aufrechte Behälterwand einhüllt und zumindest auf dem
Randteil des Verschlusses geschrumpft ist, wodurch der Verschluß fest am Behälter befestigt wird, wodurch eine versiegelte
Rohzelle erhalten wird.
Die üblichen galvanischen Trockenzellen zur Verwendung in
Lampen, Spielzeugen oder anderen verschiedenen Einrichtungen umfassen im allgemeinen einen zylindrischen Behälter,
wie z, Bsp. einen Zinkanodenbehälter, mit einer Depolarisatormischung,
die den größten Teil des Behälters ausfüllt und die in der Mitte einen Kohlenstoffstab aufweist, der
als Stromkollektor für die Depolarisatormischung wirktβ
Die Zellen werden im allgemeinen dadurch verschlossen daß eine Stützscheibe über der Kathoden-Depolarisatormischung
eingelegt wird und dann heißer, geschmolzener Asphalt über der Scheibe verteilt wird, wodurch ein
Asphaltverschluß für die Zelle gebildet wird, der auch einen Luftraum oberhalb der Depolarisatormischung und unterhalb
des Asphaltverschlusses bewirkt, um die Entladungs-
gase und andere von der Zelle abgegebenen Stoffe aufzunehmen.
Obwohl Asphaltverschlüsse mit einigem Erfolg zum Verschließen von galvanischen Trockenzellen verwendet worden
sind, haben sie eine Reihe von Nachteilen. Beispielsweise werden einige Arbeitsschritte benötigt, wie z.Bsp. das
Einsetzen einer Stützscheibe in die Zelle, das Ausgießen des asphaltischen Pechs auf die Stützscheibe, Aufsetzen
einer Beluftungsscheibe oben auf das asphaltische Pech
und dann schließlich das Aufsetzen einer Endverschlußkappe oben auf die Zelle und das Befestigen an Ort und Stelle.
Die Belüftungsscheibe wird normalerweise benötigt, um zu verhindern, daß die Endverschlußkappe vom Pech umhüllt
wird, was möglicherweise die Ausbildung einer gasdichten Versiegelung ergeben könnte, die eine Belüftung verhindern
könnte. Außerdem ist es möglich, daß die innere Oberfläche des Behälters infolge chemischer Kontaminationen
vor dem Anbringen des asphaltischen Pechs verschmutzen könnte. Dies könnte eine PseudoVersiegelung ergeben, die
über einen gewissen Zeitraum zu einem Feuchtigkeitsverlust
aus der Zelle und/oder zu einer Sauerstoffeinwirkung auf die Zelle infolge der ungenügenden Adhäsion des Pechs
an den Behältern führen könnte. Es ist auch möglich, daß während des Erhitzens des asphaltischen Pechs sich an der
Behälter-Asphalt-Zwischenfläche ein Meniskus ausbildet, und daß infolge der Expansion der Luft in dem Leervolumen
unterhalb der Stützscheibe kleine Löcher auftreten, wodurch in der Zelle ein Feuchtigkeitsverlust und/oder eine
Sauerstoffeinwirkung stattfinden kann. Ein weiterer Machteil bei der Verwendung von Asphaltverschlüssen ist, daß
sie einen relativ großen Raum in der Zelle beanspruchen, wodurch sie die Größe des Luftraums begrenzen, in die
sich die Reaktionsprodukte der Zelle entladen können» Außerdem
sind Asphaltverschlüsse insbesondere nicht für hohe Temperaturen geeignet, da der Verschluß an der Asphalt-Behälter-Zwischenflache
"bei hohen Temperaturen einem Abbau unterworfen ist, wodurch möglicherweise Wege gebildet v/erden,
durch die Feuchtigkeit (,Verlust) und/oder Sauerstoff
^Eindringen) hindurchtreten können.
In den oben beschriebenen Zellen kann eine Belüftung der in der Zelle gebildeten Gase durch einen porösen Stromkollektor,
wie z.Bsp. einem Kohlenstoffstab oder dergleichen stattfinden. Obgleich ein in geeigneter Weise hergestellter
Asphaltverschluß den Elektrolyt- oder Feuchtigkeitsverlust durch Verdampfung und die Luft- oder Sauerstoffeinwirkung
auf die Zellen wirksam vermindert, sind die Einrichtungsund Qualitätskontrolltechniken, die für die Sicherstellung
guter Verschlüsse benötigt werden, ziemlich teuer und zeitaufwendig. Die fertigen Zellen, die den Minimum-Qualitätsansprüchen
aus den einen oder anderen Gründen nicht genügen,
werden gewöhnlich unbeachtet gelassen oder demontiert, so daß die rohen Zellkomponenten wieder verwendet werden können.
Jedoch ist- bei Konstruktionen, in denen der Behälter durch Asphalt oder dergleichen an der Außenseite verunreinigt
ist, die Wiedergewinnung der rohen Zellkomponenten durch den Schmutz beeinträchtigt und teuer. Außerdem kann, wenn
eine oben befindliche mittelzentrierte Verschlußscheibe als Teil der fertigen Zelle verwendet wird, die Demontageoperation,
d.h. die Entfernung der äußeren Hülse, die mittelzentrierte Scheibe zerstören, wodurch andererseits der
Kontakt der DepAarisatormischung sich etwas lösen kann.
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Die US-PS 3 967 977 offenbart einen Verschluß für versiegelte
galvanische Trockenzellen, in denen der Verschluß einen zentral angeordneten röhrenförmigen Ansatz aufweist,
der gut passend über dem Stromkollektor, der in der JDepolarisatormischung
in dem zylindrischen Behälter eingebettet ist, gleiten kann und fest an ihm befestigt ist, und der
einen am Rand angeordneten röhrenförmigen Rand oder Schürze aufweist, die gut passend auf dem oberen Rand des Behälters
gleiten kann und an ihm fest befestigt werden kann, wodurch ein Verschluß für den Behälter hergestellt wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer versiegelten
galvanischen Trockenzelle, in der ein hitzegeüchrumpftes Band fest an den gänzlich aufrechten Wänden des
Zellbehälters befestigt ist und sie einhüllt, und sich so erstreckt, daß er einen Verschluß am offenen Ende des Behälters
fest befestigt, wodurch eine versiegelte rohe Zelle geschaffen wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von Mitteln zum Einschließen und Verhindern des Ausflusses
bei Zellen, die einen sich verbrauchenden Anodenbehälter verwenden, infolge Herausleckens durch den Behälter.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer versiegelten galvanischen Trockenzelle mit einem
vergrößerten inneren Volumen, in der die aktiven •Zellkomponenten und Entladungsprodukte besser untergebracht werden
können.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Versiegeln von Rohzellen durch
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Verwendung von hitzeschrumpfbaren Klebebändern9 wodurch
auch Mittel zum Verhindern des Ausleckens durch die Öffnungen des sich verbrauchenden Zellbehälters^ die während
der Lagerung oder der Zellenentladung gebildet v/erden , geschaffen
werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
einer versiegelten galvanischen Zelle, die leicht und ohne großen Kostenaufwand zusammengebaut v/erden kann.«
Die Erfindung betrifft eine galvanische Trockenzelle, bestehend
aus einem zylindrischen sich verbrauchenden Anodenbehälter mit einem offenen Ende, einer Elektrode, bestehend
aus einer Depolarisatormischung, die in dem Container angeordnet ist, und von ihm durch einen Separator getrennt ist,
einem Stromkollektor, der teilweise in die Depolarisatormischung eingebettet ist, vorzugsweise zentral, und einem
Verschluß, der das offene Ende des Behälters bedeckt, wobei der Verschluß eine Öffnung, vorzugsweise in seinem
Zentrum, aufweist, und so angeordnet ist, daß der obere Teil des Stromkollektors durch ihn hindurchreicht und fest
mit den Wänden, die die Öffnung im Verschluß begrenzen, befestigt ist, und wobei der Randteil des Verschlusses
auf dem oberen Rand des offenen Endes des Behälters sitzt, wobei die Verbesserung darin besteht, daß ein hitzeschrumpfbares
Band fest haftend an der aufrechten zylindrischen Wand des Behälters befestigt ist und darauf aufgeschrumpft
ist und fest an zumindest dem Umfangsteil des Verschlusses befestigt und aufgeschrumpft ist, wodurch der Verschluß an
dem Behälter versiegelt wird.
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Der Stromkollektor kann an der Öffnung des Verschlusses
dadurch befestigt werden, daß er zumindest einen Paßsitz darin aufweist, vorzugsweise einen unter Kraft stehenden
Paßsitz, und/oder daß er darin unter Verwendung eines separaten Mediums, wie z.Bsp. eines Klebstoffes oder Versiegelungsmittels
gefestigt ist.
Vorzugsweise sollte das Band sich zumindest über einen Teil des Bodens des Zellbehälters erstrecken, um zu verhindern,
daß irgendein Ausfluß durch Perforationen hindurchtritt, die sich während der Entladung an der Ecke des Behälters
bilden können. Palis gewünscht, kann eine Scheibe oder dergleichen
am Boden des Behälters angeordnet werden und am Behälter unter Verwendung des Schrumpfbandes befestigt
werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Versiegeln von galvanischen l'rockenzellen, das die folgenden Schritte
umfaßt:
a) Einsetzen einer Elektrode, enthaltend eine Depolarisatormischung,
eines zwischen der Depolarisatormischung und der Innenwand angeordneten Separators,einen Stromkollektor,
der teilweise in die Depolarisatormischung eingebettet ist und sich durch das offene Ende des Behälters
nach außen erstreckt, und eines Elektrolyten in einen zylindrischen sich verbrauchenden Anodenbehälter
mit einem offenen Ende;
b) Einsetzen eines Verschlusses mit einer Öffnung auf der Oberseite des offenen Endes des Behälters derart, daß
das obere Ende des Stromkollektors durch die Wand hin-
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durch reicht und an ihr befestigt ist5 wodurch, die Öffnung
in dem Verschluß begrenzt wird, und der Randteil des Verschlusses auf dem oberen Rand des offenen Endes
des Behälters sitzt;
c) Einhüllen der nach oben sich erstreckenden Behälterwand und mindestens eines Teiles des Randteils des Verschlusses mit einem Klebemittel und hitzeschrumpfbaren Band derart,
daß das Klebemittel zwischen dem Band und dem Behälter und mindeütena einem 'l'eil des Hundteiloß deä Verschlusses
angeordnet ist; und
d) Erhitzen des vom Band umhüllten Behälterverschlusses auf
eine Temperatur, bei der das Band um den Behälter und auf den Verschluß schrumpft, wodurch ein hitzegeschrumpftes
Band gebildet wird, das haftend an der Behälterwand' befestigt und darum herum geschrumpft ist und das auf
dem Verschluß haftend befestigt und um ihn herum geschrumpft ist,, wodurch der Verschluß an dem Behälter
versiegelt wird.
Vorzugsweise sollte das hitzeschrumpfbare Band eine Klebeseite aufweisen, wodurch es nicht nötig ist, in einem separaten
Schritt ein Klebemittel auf die entsprechenden Zellkomponenten aufzubringen. Ein geeignetes hitzeschrumpfbares
Klebeband, ist das elektrische Klebeband 1320, erhältlich von Industrial Electrical Products Division der 3M Company,
St. Paul Minn. Dieses Band besteht aus einem hitzeschrumpfbaren Polyester-Filmband mit einem druckempfindlichen Acryl-Klebstoff,
der eine gute Erschlaffungsbeständigkeit und Lösungsmittelbeständigkext aufweist. Zusätzlich zur Sicherstellung
eines guten Verschlusses am Behälter deckt das hitzeschrumpfbare Band, das fest an den aufrechten Wänden
des sich verbrauchenden Anodenbehälters befestigt ist, alle
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Öffnungen, die im Behälter während der Entladung gebildet werden und verhindert dadurch, daß irgendwelche Ausflüsse
zwischen dem Schrumpfband und dem Behälter austreten. Durch
das fest um die gänzlich aufrechtstehende Wand des Behälters befestigte Band wird eine selbstklebende Barriere gebildet,
die den Austritt von Ausflüssen aus Öffnungen im Behälter zwischen dem Band und dem Behälter verhindert. Demzufolge
verhindert das klebend "befestigte Band, daß Ausfluß aus der Zelle herausleckt, wobei er in der Vorrichtung, in der
die Zelle verwendet wird, Schaden verursachen könnte. Außerdem erstreckt sich das klebend befestigte Schrumpfband über
zumindest einen Teil des äußeren Randes des Verschlusses und befestigt durch die Bindung des klebenden Materials und
durch die durch das hitzegeschrumpfte Band ausgeübte fortwährende Kraft den Verschluß. Durch diese letztere Kraft
wird eine fortgesetzte kompressive Kraft auf den Verschluß ausgeübt, wodurch der Verschluß am Behälter befestigt und
versiegelt wird.
Wenn das klebende Material nicht als integraler Teil des Bandes vorgesehen ist, kann jedes geeignete Haftmaterial
verwendet werden, das den für die Schrumpfung des Bandes erforderlichen Temperaturen widerstehen kann. Beispielsweise
können Temperaturen zwischen etwa 7O0C und etwa 3000C
über einen Zeitraum von etwa 2 Sekunden bis etwa 30 Minuten im allgemeinen für die meisten Anwendungen der hitzeschrumpfbaren
Bänder geeignet sein. Geeignete Haftmittel sind in dem Nachschlagewerk "Handbook of Adhesives" der Irving
Skeist-Reinhold Publishing Corporation, New York (1962) beschrieben.
Beispiele von geeigneten Haftmitteln sind Polyamidharze, die entweder vom thermoplastischen hitzeversiegelten
oder hitzeaktivierten Haftmitteltyp sind.
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Eine weitere Klasse geeigneter Haftmittel sind die Fett-Säurepolyamide,
die aus zwei basischen Fettsäuren hergestellt werden. Wie in der "Encyclopedia of Polymer Science
and Technology", Bd. 10, Interscience Publishers, eine Division of John Wiley and Sons, Inc., definiert ist, sind
die Fettsäurepolyamide KondensationsproduJkte von di- und
polyfunktionellen Aminen und di- und polybasischen Säuren, die bei der Polymerisation von ungesättigten Pflanzenölsäuren
oder deren Estern erhalten werden. Pettoäurepolyamid-Klebstoffe
sind, außer daß sie hervorragende Klebstoffe sind, auch beständig gegenüber dem Befeuchten durch
Electrolyte und können deshalb das "Kriechen" solcher Elektrolyte in oder aus den Zellen über einen langen Zeitraum
verzögern. Die Verwendung von !Fettsäurepolyamiden in galvanischen Zellen ist in der US-PS 5 922 178 von
Jerrold Winger offenbart.
Der Verschluß für die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung kann aus einem Isoliermaterial, wie z.Bsp. Plastik,
beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, harte Vinylharze, Polykarbonat, höchstoßfeates Polystyrol, Copolymere aus
Acrylnitril,Butadien und Styrol oder Nylon hergestellt werden. Von den obengenannten sind Polypropylen und Polystyrol
bevorzugte Materialien. Die in der Mitte des Verschlusses angeordnete Öffnung sollte vorzugsweise von einer
Größe sein, daß sie hinreichend klein ist, um eine Klemmkraft auf den Stromkollektor auszuüben. Die Öffnung
in dem Verschluß kann auch durch einen rohrförmigen Ansatz begrenzt werden, der durch ein Haftmittel am Stromkollektor
befestigt ist, falls dies für gewisse Anwendungen erwünscht ist. Der Verschluß hat einen hinreichenden Durch-
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messer, so daß sein Randteil auf dem oberen Rand des Behälters
aufsitzen kann, und sollte vorzugsweise einen größeren Durchmesser haben als der obere Rand des Behälters,
so daß er leicht über den Rand hinausragt. Palis gewünscht, kann der Randteil des Verschlusses in einen
röhrenförmigen Rand oder Schürze ragen, der auf oder über den Rand des Behälters paßt und ihn leontaktiert. Der
Verschluß kann auch eine flache Scheibe sein. Unabhängig von der Gestalt des Verschlusses sollte er so gestaltet
sein, daß er auf dem Rand des Behälters sitzt, so daß die hitzeschrumpfbare Folie zumindest durch ein Haftmittel
auf dem Randteil des Verschlusses befestigt ist und darauf geschrumpft ist, wodurch der Verschluß am Behälter befestigt
und versiegelt wird. Geeignete Arten von Verschlüssen sind in den US-PS«en 3 967 977 und 3 802 923 offenbart.
Die Offenbarungen dieser beiden Patente werden durch diese Bezugnahme in die vorliegende Offenbarung aufgenommen.
In den beigefügten Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
Pig. 1 ist eine Seitenansicht eines Querschnitts einer primären galvanischen Trockenzelle entsprechend
einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung.
Pig. 2 ist eine Seitenansicht eines Querschnitts einer
primären galvanischen Trockenzelle nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Pig. 3 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, eines Verschlusses, der zur erfindungsgemäßen Verwendung
geeignet ist.
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Pig. 4 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt,
eines für die erfindungsgemäße Verwendung geeigneten Verschlusses.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt,
einer vollständig zusammengesetzten erfindungsgemäßen
Zelle.
In Pig. 1 ist eine galvanische Trockenzelle dargestellt,
die einen zylindrischen Behälter 2 umfaßt, der aus einem elektrochemisch sich verbrauchenden Material hergestellt
ist, wie z.Bsp. Zink, und der als Anode der Zelle dient. Enthalten im Behälter 2 ist eine Isolatorscheibe und/oder
-schale 4, die am Boden des Behälters 2 angeordnet ist, ein Separator 6, der die vertikale Wand des Behälters
auskleidet, eine Kathodenelektrode, die eine Depolarisatormischung
8 enthält, die innerhalb des Behälters angeordnet ist, von ihm jedoch durch eine Isolatorscheibe und/oder
-schale 4 getrennt ist und ein Separator 6 sowie ein Stromkollektor 10, der zentral in der Depolarisatormischung
8 eingebettet ist. Die Isolatorscheibe oder -schale kann aus Plastik, Papier oder irgendeinem anderen geeigneten
Material hergestellt sein. Der Separator 6 kann eine dünne Elektrolytpastenschicht enthalten oder kann
ein dünner Pilmseparator sein, der Elektrolyt enthält, beispielsweise ein dünnes saugfähiges Papier, das mit
einer Elektrolyt-Gelpaste überzogen ist. Die Kathoden-Depolarisatormischung
8 ist eine elektrochemisch aktive Zellkomponente und kann beispielsweise Mangandioxid,
ein leitfähiges, kohlenstoffartiges Material, wie z.Bsp. Kohlenstoffruß oder Graphit und einen Elektrolyten enthalten.
Die Depolarisatormischung 8 kann um einen zen-
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tralen Kohlenstoff-Kathodenkollektorstab 10 herum geformt
sein, bevor sie in den Behälter 2 eingesetzt wird oder vorzugsweise kann die Depolarisatormischung 8 zuerst in den
Behälter 2 eingesetzt werden, worauf der Stromkollektor 10 dann in die Mischung eingedrückt wird. Ein konventioneller
Zentriorring (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um den Stromkollektor 10 in einer aufrechten axialen Position
zu halten.
Das obere Ende der Kathoden-Depolarisatormischung 8 ist in einer festgelegten Entfernung unterhalb des offenen Endes
des Behälters 2 angeordnet, um einen Luftraum 12 zu bilden, der jeden flüssigen Ausfluß aufnimmt, der während der
Lagerung oder der Entladung, der Zelle gebildet werden kann.
Ein elektrisch isolierender Verschluß 14 ist zum Verschluß des offenen Endes des Behälters 2 vorgesehen. Der Verschluß
14 hat eine zentral angeordnete Öffnung 16, die einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des
Stabes 10, ßo daß sich ein Reibungspaßsitz ergibt, wenn er auf dem Stab 10 niedergedrückt wird. Das Randteil 18
des Verschlusses 14 sitzt auf dem oberen eingebogenen Rand 20 des Behälters 2. Ein hitzeschrumpfbares Band 22 mit
einem Haftmittel, das zwischen dem Band 22 und dem Behälter 2 angeordnet ist, wird um den Behälter 2 herumgewikkelt
und erstreckt sich bis auf den Randteil 18 des Verschlusses 14 und bis auf den Boden des Behälters 2. Der
Aufbau wird dann in geeigneter Weise erhitzt, worauf das Band um die aufrechtstehende Wand des Behälters 2 und auf
den Randteil 18 des Verschlusses 14 schrumpft, wodurch der Verschluß 14 auf dem Container befestigt und versiegelt
wird. Dadurch ist der Verschluß 14 versiegelt und auf dem
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Behälter 2 durch die !compressive Kraft des geschrumpften
Bandes und auch der haftenden Bindung zwischen dem Band und dem Verschluß versiegelt und befestigt. Wie aus Fig. 1
zu entnehmen ist, ergibt die Verwendung des hitzeschrumpfbaren
Bandes und des Haftmittels ein vergrößertes inneres Volumen für die aktiven Komponenten des Zellsystems, für
die Aufnahme der während der Entladung gebildeten Flüssigkeit und die Ausdehnung der Kathodenmischung während des
Entladungsvorganges. Es ist also der Fig. 1 zu entnehmen, daß bei einem Versagen des sich verbrauchenden Zinkbehälters,
beispielsweise durch Bildung von Perforationen in den aufrecht stehenden Wänden, das durch Kraftmittel befestigte
geschrumpfte Band alle Ausflüsse aufnimmt, die durch solche Perforationen hindurchtreten. Somit erreicht die vorliegende
Erfindung eine Verbesserung des Gehalts und der Verhinderung der Ausflüsse, die aus galvanischen Trockenzellen austreten.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche galvanische Trockenzelle wie in Fig. 1, außer daß in ihr ein unterschiedlicher Verschluß
30 gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Verschluß 14 verwendet wird. Die übrigen Bestandteile der Zelle in Fig. 2 sind
identisch mit denen der in Fig. 1 gezeigten und sind deshalb mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Verschluß 30
ist von einem Typ, wie er in der US-PS 3 802 923 beschrieben
ist.
Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsformen von Verschlüssen 32 und 34, die jeweils zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung geeignet sind.
Die Fig. 5 zeigt die Rohzelle der Fig. 1, die in einem äuße-
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ren Aufbau enthalten ist, der eine äußere röhrenförmige nicht korrosive Hülle 36 umfaßt. Das obere Ende der röhrenförmigen
Hülle 36 erstreckt sich über den Verschluß 14 hinaus und ist in üblicher Weise in sperrendem Eingriff mit
der äußeren Handkante eines einstückigen oberen Deckels Der äußere Zellaufbau umfaßt Mittel zur Belüftung irgendwelcher
Gase, die von der Innenseite des Behälters 2 an die äußere Atmosphäre abgegeben werden. Solche Mittel können
beispielsweise durch Herstellen eines sperrenden Eingriffes zwischen der oberen Deckplatte 38 und der Hülle 36 hergestellt
werden, die für Gas durchlässig ist.
Somit schafft die vorliegende Erfindung eine bandartige Verschlußvorrichtung
für das offene Ende eines zylindrischen Behälters, wie er in versiegelten galvanischen Trockenzellen
verwendet wird, das ein Minimum an Bestandteilen benötigt und deshalb relativ kostengünstig zu montieren ist.
Der Bandverschluß kann während der Herstellung von Trockenzellen leicht und genau angebracht werden und ergibt sehr
zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse hinsichtlich des Gehalts und der Absperrung von Gasen und Zellexsudaten
während der Lagerung und Entladung der Zellen.
Der erfindungsgemäße Bandverschluß bietet eine Anzahl von Vorteilen wie z.Bsp.:
1. Die Rohzellen können unabhängig von der Hülle gealtert werden.
2. Der Bandverschluß begrenzt den Feuchtigkeitsverlust und den Eintritt von Sauerstoff in die Zelle.
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3. Das Haftmittel befindet sich an der Außenseite des Behälters (Zink) und nicht an der Innenseite, somit wird
ein potentiell besser versiegelter Verschluß gebildet, da die Außenseite des Behälters sauber und frei von
Kontamination durch die Depolarisatormischung oder dergleichen gehalten werden kann.
4. Das haftende Schrumpfband bewirkt einen Flächenkontakt
anstelle eines Linienkontaktes, wodurch ein größerer gegen Lecken beständiger Weg entsteht.
5. Der Bandverschluß erlaubt ein Aussortieren nach der äußeren Erscheinung, um ohne Zerstören des rohen Zellenaufbaues
wiedergewonnen werden zu können.
6. Der Verschluß kann dünn sein, um minimale Materialkosten zu erfordern, und kann mit einer hohen Herstellgeschwindigkeit
gebildet werden.
7. Der Bandverschluß kann einen Zuwachs an Leervolumen der Rohzelle schaffen zur Aufnahme von Ausflüssen oder eine
Zunahme an gemischter Höhe und Dienstleistungskapazität,
verglichen mit einer durch Asphalt versiegelten Zelle.
.Beispiel
Einige hundert Rohzellen der "D"-Größe (ohne die röhrenförmige Hülle und die obere Endverschlußkappe) wurden im wesentlichen,
wie in den Pig. 1 und 2 gezeigt, hergestellt, außer daß der in Pig.1 gezeigte Verschluß eine leicht halbkreisförmige
Ausnehmung hatte, die etwa in der Mitte zwischen dem Zentrum des Kollektorstapels und der Kante des
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Deckels angeordnet war.
Insbesondere wurden die Zellen unter Verwendung eines Zinkbehälters,
einer Kraftpapierbodenschale und einer Plastikisolatorscheibe, die am Boden des Behälters angeordnet war,
eines Separators, der die vertikale Wand des Zinkbehälters auskleidete, einer positiven Elektrode aus einer Depolarisatormischung,
zusammengesetzt aus Mangandioxid, Kohlenstoffruß und Zinkchlorid enthaltenden Elektrolyten, der in einem
Zinkbehälter angeordnet ist und von diesem durch die Bodenseparatoren und die Vertikalbeschichtungen getrennt ist,
sowie einem porösen Kohlenstoffstab, der zentral in der
Depolarisatormischung eingebettet ist, hergestellt. Ein Polypropylenverschluß wurde über dem offenen Ende des Zinkbehälters
angebracht und eine klebende Schrumpffolie (Tape 1320) wurde um den Behälter und Deckel herumgewickelt. Der
Aufbau wurde 3 bis 5 Sekunden auf 2000C erhitzt, worauf das
Band, wie in Fig. 1 gezeigt, schrumpfte. Die Zellen wurden dann bei 210C gelagert und einige wurden 21 Tage lang kurzgeschlossen.
Diese Zellen wurden nach 21 Tagen Kurzschluß visuell untersucht, wobei keine Undichtigkeit gegenüber Austritt
von Flüssigkeit aus der Zelle gefunden wurde.
Galvanische Trockenzelle, enthaltend einen sich verbrauchenden Anodenbehälter, der die übrigen aktiven Komponenten
enthält und der einen Verschluß aufweist, der oberhalb des offenen Endes des Behälters angebracht ist und worin ein
hitzeschrumpfbares Band haftend befestigt ist, das an der
aufrechten Wand des Behälters und zumindest der Umfangskante des Behälters schrumpft, wodurch der.Verschluß fest
haftend am Behälter befestigt wird und diesen versiegelt. Außerdem wird ein Verfahren zum Versiegeln des Verschlusses
einer galvanischen Trockenzelle unter Verwendung eines hitzeschrumpfbaren
Bandes und Haftmittels beschrieben.
Claims (13)
- 2113GOlzt ü :-,"·:: ^ -. ^r. H »nteraSch'jKCt^V.tii^e 27 26. März 1982D-SDOO Rsiik^ii am Kain 70 Ha/GTeieion{öö; 1)617079Union Carbide Corporation, Old Ridgebury RoadP Danbury, Connecticut/USAMit einem hit ze schrumpf bar en Klebestreifen umhüllte und versiegelte galvanische Trockenzelle.Patentansprüche\Λ.' Galvanische Trockenzelle, enthaltend einen zylindrischen sich verbrauchenden anodischen Behälter mit einem offenen Ende, eine Elektrode, bestehend aus einer Depolarisatormischung, die in dem Behälter angeordnet ist und von ihm durch einen Separator getrennt ist, einen Stromkollektor, der teilweise in der Depolarieatormisehung eingebettet ist, und einen Verschluß, der das offene Ende des Behälters bedeckt, wobei der Verschluß eine Öffnung aufweist und so angeordnet ist, daß der obere Teil des Stromkollektors hindurchgeht und an den Wänden befestigt ist, wodurch er die Öffnung begrenzt, und wobei der Randteil des Verschlusses auf dem oberen Rand des offenen Endes des Behälters sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein hitzeschrumpfbares Band haftend an der aufrechten zylindrischen Wand des Behälters befestigt und darauf geschrumpft ist, und zumindest auf dem Randteil des Verschlusses geschrumpft und haftend befestigt ist, wodurch der Verschluß am Behälter versiegelt ist.
- 2. Galvanische Trockenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkollektor in der Öffnung des Verschlusses durch Kraftschluß gehalten wird.
- 3. Galvanische Trockenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkollektor an der Öffnung des Verschlusses unter Verwendung eines Klebstoffes oder Versiegelungsmittels befestigt ist.
- 4. Galvanische Trockenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß am Umfang einen Rand aufweist, der auf dem oberen Rand des Behälters aufsitzt.
- 5. Galvanische Trockenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band zumindest an einem Teil des Bodens des Behälters aufgeschrumpft und haftend befestigt ist.
- 6. Galvanische Trockenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band ein Schrumpfband ist, das eine Klebeseite aufweist.
- 7. Galvanische Trockenzelle nach den Ansprüchen 1, 2, 3,4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der sich verbrauchende Anodenbehälter aus Zink und die Depolarisatormischung aus Mangandioxid und einem kohlenstoffartigen Material besteht.
- 8. Verfahren zum Versiegeln einer galvanischen Trockenzelle, gekennzeichnet durch die Schritte:a) Einsetzen einer Elektrode, enthaltend eine Depolarisatormischung,eines zwischen der Depolarisatormischung und der Innenwand angeordneten Separators, eines Stromkollektors,der teilweise in die Depolari— satormischung eingebettet ist und sich durch das offene Ende des Behälters nach außen erstreckt;, und eines Elektrolyten in einen zylindrischen sich verbrauchenden Anodenbehälter mit einem offenen Ende?b) Einsetzen eines Verschlusses mit einer Öffnung auf der Oberseite des offenen Endes des Behälters derart, daß das obere Ende des Stromkollektors durch die Wand hindurch reicht und an ihr befestigt ist, wodurch die Öffnung in dem Verschluß begrenzt wird und der Randteil des Verschlusses auf dem oberen Rand des offenen Endes des Behälters sitzt;c) Einhüllen der nach oben sich erstreckenden Behälterwand und mindestens eines Teils des Randteils des Verschlusses mit einem Klebemittel und hitzesohrumpfbaren Band derart, daß das Klebemittel zwischen dem Band und dem Behälter und mindestens einem Teil des Randteils des Verschlusses angeordnet ist; undd) Erhitzen des vom Band umhüllten Behälterverschlusses auf eine Temperatur, bei der das Band um den Behälter und auf den Verschluß schrumpft, wodurch ein hitzegeschrumpftes Band gebildet wird, das haftend an der Behälterwand befestigt und darum herum geschrumpft ist und das auf dem Verschluß haftend befestigt und um ihn herum geschrumpft ist, wodurch der Verschluß an dem Behälter versiegelt wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (c) das Band ein hitzeschrumpfbares Klebeband ist,
- 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (d) das Erhitzen über einen Zeitraum von etwa 2 Sekunden bis etwa 30 Minuten auf eine Temperatur von etwa 700C bis etwa 3000C durchgeführt wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß im Schritt (b) der Stromkollektor durch eine Klemmkraft in der Öffnung des Verschlusses an den Wänden, die die Öffnung im Verschluß begrenzen, befestigt ist.
- 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (b) der Stromkollektor an den Wänden, die die Öffnung des Verschlusses begrenzen, durch ein Klebemittel oder Versiegelungsmittel befestigt wird.
- 13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (c) das Band und Klebemittel sich mindestens bis auf den Boden des Behälters erstreckt.
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