DE3325836A1 - Verfahren zur herstellung einer natrium-schwefel-speicherbatterie mittels thermokompressionsverbinden - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer natrium-schwefel-speicherbatterie mittels thermokompressionsverbinden

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DE3325836A1 DE19833325836 DE3325836A DE3325836A1 DE 3325836 A1 DE3325836 A1 DE 3325836A1 DE 19833325836 DE19833325836 DE 19833325836 DE 3325836 A DE3325836 A DE 3325836A DE 3325836 A1 DE3325836 A1 DE 3325836A1
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Description

Dipl.-Jng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siiger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
t:'Ur die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 57-126477 vom 19.07.1982 in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur Herstellung einer Natrium-Schwefel-Speicherbatterie mittels Thermokompressionsverbinden.
Eine Speicherbatterie bzw. ein Akkumulator dieser Art ist eine Sekundärbatterie hoher Temperatur, bei welcher Natrium als anodisches Reagens und Schwefel oder Natriumpolysulfid als kathodisches Reagens verwendet wird. Die Reagenzien werden durch einen Natriumionen leitenden Festkörperelektrolyt in Form eines Rohres getrennt, der bei einer hohen Temperatur von 3000C bis zu 3500C wirksam ist. Da sich beide Reagenzien in schmelzflüssigem Zustand befinden, muß die Batterie vollkommen abgeschlossen bzw. abgedichtet sein. Zur vollständigen Trennung der an Innen- und Außenseite des Elektrolytrohres vorgesehenen Reagenzmittel und zur elektrischen Isolierung von Kathode und Anode wird ein Ring aus CUAluminium mittels Glaslot an das obere Ende des Elektrolytrohres angefügt, und die Metallelemente bzw. Metallteile von Kathode und Anode werden gesondert mit dem Ring aus ÖL/.—Aluminium verbunden. Dies geschieht durch Thermokompressionsverbinden, nämlich QO-Aluminium und Metall werden im erwärmten Zustand unter Druckanwendung miteinander verbunden. Es ist bekannt, daß eine feste Verbindung erreicht werden kann, wenn das GL-AIuminium und das Metall mit einem dazwischen angeordneten O-Ring aus Aluminium unter Vakuum oder Inertgas etwa
332583b
ΰίρΙ.-lng. OUo Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, ü-8 München 81
auf eine Temperatur über 6300C erwärmt, einem Druck von
2 2
etwa 200 kg/cm bis 500 kg/cm ausgesetzt und mehr als zwanzig Minuten in diesem Zustand belassen werden. Ein erheblicher Nachteil bei diesem Verfahren ist allerdings die schlechte Bearbeitbarkeit und die damit verbundene schlechte Produktivität, weil nämlich der Arbeitsvorgang unter Vakuum oder Inertgas bzw. Schutzgas ausgeführt werden muß. Ein weiterer Nachteil ist, daß eine feste bzw. dauerhafte Verbindung der Elemente bzw. Teile nur bereichsweise möglich ist, selbst bei Anfügen einer Metallsäule mit einem geringen Durchmesser von beispielsweise 10 mm. Eine vollständige und damit dauerhafte Verbindung kommt als nicht zustande, so daß im Falle der Verbindung eines 00-Aluminiumrings mit einem großen Durchmesser von beispielsweise 50 mm mit einem Metallring gleichen Durchmessers die Gefahr besteht, daß sich die Teile leicht voneinander lösen. Hinzu kommt, daß sich der O-Ring aus Aluminium bei Druckanwendung nicht gleichmäßig verformt, so daß die Verbindung an den betreffenden Stellen nicht genügend fest bzw. haltbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei welchem durch Thermokomprossionsverbinden unter bestimmten Bedingungen eine feste und dauerhafte Verbindung der Teile erzielt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Dipl.-lng. OtIo l''lügel, l)ipl.-lng. Manfred Siigcr, I'nlcnlanwiillu, Cosiniuslr, 81, D-8 München Xl
Erfindungsgemäß werden zunächst die Bedingungen festgelegt, die zum Zwecke einer vollständigen und dauerhaften Verbindung bzw. des Anschlusses eines großen Rings aus (λ,-Aluminium durch Thermokompressionsverbinden zu erfüllen sind, wobei der Arbeitsvorgang in normaler Atmosphäre, das heißt nicht unter Vakuum oder Schutzgas erfolgt, wodurch die Produktivität gesteigert und die notwendige Vorrichtung für das Thermokompression-Verbindungsverfahren konstruktiv vereinfacht werden kann. Bei Durchführung des Thermokompression-Verbindungsverfahrens in normaler Atmosphäre wird die Oxidation des Metalls durch folgende Maßnahmen verhindert. Das zwischen dem Metallelement und dem Ring aus OO-Aluminium angeordnete Aluminium ist als ringförmige Platte ausgebildet. Der Innendurchmesser des Aluminiumrings ist kleiner oder gleich dem Innendurchmesser eines Metallrings in dem durch Thermokompression zu verbindenden Bereich. Der Außendurchmesser ist größer oder gleich dem Außendurchmesser in dem zu verbindenden Bereich. Dabei ist der Ring so ausgebildet, daß dieser fest an der Verbindungsfläche des Metallelements haftet. Damit eine gute Haftfähigkeit erreicht wird, muß dafür gesorgt werden, daß zumindest die Verbindungsfläche in Luft nicht oxidiert, was sich erreichen läßt, wenn die Einstellung der Öffnungsbreite der Spannvorrichtung der Thermokompressionsvorrichtung (a + 2b + 2c) mm beträgt, wobei a(mm) der Dicke des Rings aus (λ-Aluminium, b(mm) der Dicke jedes plattenförmig ausgebildeten Aluminiumrings und c(mm) der Dicke eines jeden Metallteils entspricht, oder wenn ein Druck von weniger als etwa
ρ
150 kg/cm auf die Spannvorrichtung ausgeübt wird. Es wurde festgestellt, daß bei einem Druck von mehr als
2
150 kg/cm eine Druckverformung stattgefunden hat, be-
Dipl.-lng. Otto Flügel, üipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, I)-H München 8!
vor die Thermokompressionsverbindung des Rings erfolgt ist, weshalb die erwünschte Verbindungsfestigkeit nicht erreicht werden konnte.
Zur Ermittlung der für die praktische Durchführung des Thermokompression-Verbindungsverfahrens geeigneten Bedingungen wurden Versuche durchgeführt, und zwar mit einem Ring aus Ob-Aluminium mit einem Außendurchmesser von 50 mm, einem Innendurchmesser von 37 mm und einer Dicke von 8 mm, mit Metallteilen mit jeweils einem Aussendurchmesser von 55 mm, einem Innendurchmesser von 39,5 mm und einer Dicke von 0,5 mm sowie mit plattenförmigen Aluminiumringen mit jeweils einem Außendurchmesser von 55 mm, einem Innendurchmesser von 39 mm und einer Dicke von 103 μΐη, wobei die Reinheit mehr als 99,99% betrug. Die Ergebnisse in der nachfolgenden Tabelle 1 zeigen', daß die Bedingungen für eine gleichmäßige und feste Verbindung des großen Rings aus öO-Aluminium bei gleichzeitig sehr guter Dichtheit eine Temperatur von etwa 6000C bis 6250C, ein Druck von etwa
2 2
1200 kg/cm . bis 1600 kg/cm und eine Zeitdauer von mehr als etwa 3 Minuten und weniger als etwa 12 Minuten waren. Bei anderen als den vorgenannten Bedingungen war die Verbindung zwischen Aluminium, Metall und OL-Aluminium unvollständig, oder aber eine Verbindung zwischen dem Aluminium und ÜL>-Aluminium kam aufgrund der Extinktion bzw. Schwächung der Aluminiumschicht nicht zustande, die zurückzuführen ist auf die exzessive Verbreitung des Aluminiums hin zur Metallseite .
OUo l;higol, Uipl.-Iny. MiiiilVuü Siigur, !»alcnUinwiiHc, Cusimaslr. 81, i)-8 München 81
Tabelle 1
Temp. Druck Zeit (Min.) 2 3 12 20 Beurteilung der Qua
kg/cm • χ χ χ Δ lität der Verbindung
und der Dichtheit
590 1000 χ Δ Δ Δ
600 1200 χ Δ Δ Δ o: beides gut
625 1600 χ χ Δ Δ Δ: nur Dichtheit
gut
1700 Δ Δ Δ Δ x: beides schlecht
630 1000 Δ ο 0 Δ
1200 Δ ο 0 Δ
1600 χ Δ Δ χ
1700 Δ Δ Δ χ
1000 Δ ο 0 Δ
1200 Δ ο 0 Δ
1600 χ X Δ χ
1700 Δ Δ Δ χ
1000 χ Δ Δ X
1200 χ Δ Δ Δ
1600 X χ χ χ
1700
Dipl.-Ing. OUo Flügel, Dipl.-liij·. Manfred Säger, i'alonuinwiille, C'usimasir. Kl, l)-8 München 81
Zur Erläuterung der Wirksamkeit der Thermokompressionsverbindung, nämlieh Dichtheit, Verbindungskraft etc., werden im folgenden die weiteren Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens geschildert. Anhand von Experimenten wurde festgestellt, daß bei geringer Dicke des mit dem Ring aus OU-Aluminium verbundenen Metallteils die Dicke der diffusionslosen Schicht und damit deren mechanische Festigkeit gering wurde, und zwar aufgrund einer Gegendiffusion mit Aluminium zum Zeitpunkt der Verbindung. Andererseits wurde bei größerer Dicke festgestellt, daß bei Abkühlen des Metalls nach Verbindung die Wärmespannung bestehen blieb und verantwortlich dafUr war, daß der O0-Aluminiumring bereits bei geringer mechanischer Beanspruchung durch Stoß oder Schlag oder aber durch stellenweise Wärmeeinwirkung in ringförmige Einzelstücke zerbrochen ist. Durch die Ergebnisse der Experimente wurde die optimale Dicke des Metallteils mit etwa 0,2 mm bis 0,6 mm bestätigt. Im Zusammenhang mit der Verhinderung der Oxidation des Metallteils zum Zeitpunkt der Thermokompressionsverbindung konnte folgende Feststellung gemacht werden.
2
Wenn die Metallteile bei einem Druck von 0 kg/cm auf die vorgeschriebene Temperatur erwärmt und in die eine fest eingestellte vertikale Öffnungsbreite aufweisende Spannvorrichtung eingespannt werden, nachdem zur Korrektur der Verformung der Metallteile eine vorüberge-
2
hende Druckanwendung von mehreren kg/cm erfolgt ist, bleibt die enge Haftung erhalten und die Oxidation wird verhindert, weil aufgrund der Wärmeausdehnung der Spannvorrichtung und der Verbindungsteile Druck auf die Metallteile ausgeübt wird, selbst wenn eine Druckeinwirkung von außen nicht stattfindet. Der durch die Wärmeausdehnung bei einer Temperatur von 6000C ent-
Dipl.-lng. Otto Flügel, ϋφΙ.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81
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stehende Druck entspricht vorzugsweise weniger als etwa
2 2
200 kg/cm . Wenn der Druck größer ist als 200 kg/cm , so führt dies - wie bereits vorstehend erläutert - zu einer fortschreitenden Gegendiffusion der plattenförmigen Aluminiumringe mit anderem als dem durch Druck zu verformenden Metall fort, und zwar vor der Aufbringung des vorgeschriebenen Drucks, so daß die gewünschte Dicke des Aluminiums nicht erreicht und dadurch ungenügende Verbindungsfestigkeit sowie mangelnde Dichtheit hervorgerufen wird.
Weitere Versuche wurden mit plattenförmigen Aluminiumringen unternommen, deren Verbund durch Diffusionsverbinden sowohl mit 00-Aluminium als auch mit Metallteilen herzustellen war. Dabei sollte insbesondere ermittelt werden, welchen Einfluß Reinheit und Dicke etc. auf die Wirksamkeit bzw. Qualität der Thermokompressionsverbindung, die Dichtheit und Dauerhaftigkeit etc. ausüben. Die Ergebnisse haben gezeigt, daß die Reinheit mehr als 97,5% und vorzugsweise mehr als 99,99% betragen soll und daß eine Reinheit unter diesem Wert an manchen Stellen die Verbindungkraft schwächen sowie die Dichtheit ungenügend gestalten würde. Befänden sich die Teile über längere Zeit in säurehaltiger oder schwefelhaltiger Umgebung, so würde dadurch außerdem die. Festigkeit beeinträchtigt werden. Vor der Verbindung, beträgt die Dicke vorzugsweise etwa 100 μπι bis l;50 μπι. Eine Dicke unter 100 μπι würde Verbindungskraft und Dichtheit verschlechtern, und zwar aufgrund der Deformation die bei der Thermokompressionsverbindung durch die Druckanwendung stattfindet. Das Ergebnis wäre eine extreme Ausdünnung der als Zwischenlage nach der Verbindung verbleibenden Aluminiumschicht. Die Dicke
Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Süger, Patentanwälte, Cosiniiislr. 81, i)-8 München 81
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nach erfolgter Verbindung beträgt vorzugsweise etwa 30 μΐη bis 80 μπι. Eine größere Dicke als 150 μπι vor der Verbindung wäre die Ursache für eine weitergehende Verformung, und zwar aufgrund der Druckanwendung während der Thermokompressionsverbindung. Dies würde zur Rißbildung führen, die vorhandenem Schlupf an der Grenzfläche zwischen dem Aluminium des verbundenen und nicht verbundenen Bereichs anzulasten wäre. Stellenweise wäre also überhaupt kein Aluminium vorhanden, mit der Folge mangelnder Verbindungskraft und Dichtheit.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den .Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Natrium-Schwefel-Speicherbatterie mittels Thermokompressionsverbinden im Zusammenhang mit den Zeichnungen,
Es zeigt:
Figur 1 eine Schnittansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Natrium-Schweiel-Speicherbatterie;
Figur 2 einen Teilschnitt der Batterie vor dem Thermokompressionsverbinden ;
Figur 3 einen Teilschnitt der Batterie nach dem Thermokompressionsverbinden.
« Ml M
Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimasir. 81, D-8 München 81
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Bezugsziffer 1 bezeichnet einen Natriumionen leitenden Festkörperelektrolyt, der in Form eines Rohres aus beispielsweise ^"-Aluminium hergestellt ist. Bezugsziffer 2 bezeichnet einen <X-Aluminiumring, der mittels Glaslot an dem Elektrolytrohr 1 befestigt wird. Der Außendurchmesser des Rings 2 beträgt etwa 50 mm, der Innendurchmesser 37 mm (der kleinste Innendurchmesser beträgt 31 mm). Als kathodisches Reagens 3 dient Schwefel oder Polysulfid. Bezugsziffer 4 bezeichnet einen kathodischen, elektrisch leitenden, faserförmigen Werkstoff zum Beisp.iel aus Graphit, Kohlenstoff oder dergleichen, der mit dem kathodischen Reagens imprägniert ist. Das Batteriegehäuse 5 besteht aus einem gegenüber dem schmelzflüssigen Schwefel pesistenten Metall, zum Beispiel rostfreiem Stahl, der mit einer Antikorrosionsschicht überzogen ist und die Funktion des Kathodenstromspeichers übernimmt. Der kathodische, elektrisch leitende Werkstoff 4 wird fest haftend an beide Flächen bzw. Oberflächen des Elektrolytrohres 1 und des Batteriegehäuses 5 gedrückt, wobei sich das kathodische Reagens 3 in schmelzflüssigem Zustand befindet. Bezugsziffer 6 bezeichnet eine Kathodenabdeckung aus gegenüber Schwefel widerstandsfähigem Metall, zum Beispiel Fe-25Cr-4Al. Der Außendurchmesser der Abdeckung beträgt 55 mm, der Innendurchmesser 40 mm und die Dicke 0.4 mm. Bezugsziffer 7 bezeichnet eine gegen schmelzflüssiges Natrium beständige Anodenabdeckung, beispielsweise aus dem Werkstoff SUS316L, deren äußerer Durchmesser 50 mm, innerer Durchmesser 6 mm und Dicke 0,3 mm beträgt. Ziffer 8 bezeichnet ein Anodenstromv-Speicherterminal, welches ein Kupferrohr aufweist, dessen mit SUS304 beschichtete Innenseite einen Durchmesser von 4 mm auf-
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weist. Per Außendurchmesser beträgt 6 mm und die Dicke Q,3 mm. Das Rohr 8 dient ebenfalls für das Laden und Entladen des anodischen Reagens und wird an die Anodenabdeckung 7 geschweißt. Bezugsziffer 9 bezeichnet ein gegen schmelzflüssiges Natrium beständiges MetallfasermateriaA, zum Beispiel Fe oder SUS316L, dessen Faserdurchmesser zwischen 8 μπι und 20 μΐη beträgt. Natrium übernimmt die Funktion des anodischen Reagens 11, das mit dem Metallfasermaterial 9 imprägniert ist und von der Innenseite des letzteren über das Elektrolytrohr 1 zur Kathodenkammer entleert wird, wenn die Entladung der Speicherbatterie stattfindet. Bei Laden der Speicherbatterie kehrt das Natrium aus der Kathodenkammer über das Elektrolytrohr 1 ist in die Anodenkammer zurück, wird dort mit den Metallfasern 9 imprägniert und verbleibt in letzteren. Bezugsziffer 11 bezeichnet einen plattenförmigen Aluminiumring mit einem Außendurchmesser von 51 mm und einem Innendurchmesser von 31 mm, der eine Aluminiumfolie mit einem Reinheitsgrad von 99,99% und einer Dicke von etwa 103 μπι aufweist. Bezugsziffer 12 bezeichnet einen plattenförmigen Aluminiumring (Kathodenseite), der aus dem gleichen Werkstoff hergestellt ist wie der plattenförmige Aluminiumring auf der Anodenseite, einen Außendurchmesser von 55 mm und einen Innendurchmesser von 39 mm aufweist.
In Figur 2 ist das Thermokompressionsverfahren dargestellt, gemäß welchem die Anodenabdeckung 7 und die Kathodenabdeckung 6 mit dem OU-Aluminiumring 2 derart verbunden werden, daß die in Figur 1 gezeigte Batterie gebildet wird.
Uipl.-Ing. Olto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81
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In Figur 2 bezeichnet Bezugsziffer 13 den SÜS304 aufweisenden oberen Backen der Spannvorrichtung einer Vorrichtung für Thermokompressionsverbinden. Der . untere Backen 14 der Spannvorrichtung weist ebenfalls SUS304 auf. Die Anordnung der vorstehend genannten Teile erfolgt in der in Figur 2 gezeigten Weise, und die beiden Backen 13 und 14 der Spannvorrichtung werden eng an den jeweiligen Verbindungsflächen der Anodenabdek~ kung 7 und der Kathodenabdeckung 6 zur Anlage gebracht. Die mit einer Wärmezufuhrrate von 10°C/min auf 61O0C erwärmten, fest aneinanderliegenden Verbindungsflächen werden unter Beibehaltung dieser Temperatur mit einem
Druck von etwa 150 kg/cm beaufschlagt, und zwar aufgrund der Wärmedehnung der Spannbacken 13,14 etc., womit die Oxidation der Verbindungsflächen der Anodenabdeckung 7 und der Kathodenabdeckung 6 verhindert wird. In der nächstfolgenden Verfahrensstufe werden die Backen 13,14 der Spannvorrichtung mit einem von außen wirkenden Druck von etwa 1400 kg/cm beaufschlagt, und zwar mittels einer Hydraulikpresse oder dergleichen, für eine Zeitspanne von etwa sechs Minuten und unter Beibehaltung der genannten Temperatur. Danach wird die Temperatur verringert und der Druck aufgehoben, sobald die Temperatur auf etwa 53O0C gesunken ist.
Figur 3 zeigt den Zustand der Batterie nach dem Thermokompressionsverbinden, wobei der schraffierte Bereich an den Verbindungsflächen der Anodenabdeckung 7 und der Kathodenabdeckung 6 jeweils die Schicht der Interdiffusion mit dem Aluminium zeigt sowie die Funktion der Verbindung mit dem Metallteil. Wenn die Dicke solcher Interdiffusionsschichten im Vergleich zur Dicke der Metallmasse sehr groß ist, wird die mechanische
Dipl.-Ing. OtIo.Flügel, Dipl.-lng. Manfred Siiger, !'»tcnUinwiiltc, Cosimaslr. 81, D-8 München 81
Festigkeit dieser Schichten verringert, mit der Gefahr, daß sich die Schichten lösen. Eine als Oxid-Bindeschicht mit dem Aluminium betrachtete Bindeschicht befindet sich auch auf einer Verbindungsfläche des QL-AIuminiumrings 2 und stellt die Verbindung mit der Aluminiumschicht her.
Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in welchem die Dicke der plattenförmigen Aluminiumringe 11,12 auf etwa 50 μΐη reduziert, kleinere Mengen davon für die Interdiffusion mit dem Metall und dem CH-Aluminium verwendet werden und das Aluminium rundherum herausgedrückt wird. Was die Kathode in diesem Fall anbelangt, so muß verhindert werden, daß das herausgedrückte bzw. überschüssige Aluminium mit der Oberfläche des Elektrolytrohres 1 in Berührung gelangt. Sofern dies dennoch der Fall ist, muß das überschüssige Aluminium entfernt werden. Der Grund dafür ist, daß der Kontakt zwischen dem Aluminium und der Oberfläche des Elektrolytrohres ein elektrisches Potential in diesem Dereich des Elektrolytrohres 1 bilden und dazu führen würde, daß das Slektrolytrohr 1 aufgrund einer lokal angelegten elektrischen Spannung reißt bzw. bricht. Deshalb also ist der Kontakt der Kathodenabdeckung 6 mit dem Elektrolytroh.T 1 zu vermeiden.
Durch das vorstehend beschriebene Thermokompressions-Verbindungsverfahren wird eine ausgezeichnete Heliumdichtheit und Zuverlässigkeit erreicht.
Die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendeten Werkstoffe für die Kathoden- und Anodenabdeckung, deren Verbindung durch Thermokompression erfolgt, können ersetzt werden zum Beispiel durch Fe,
Dipl.-Ing. Olio Flügel, Dipl.-Ing. Manlred Säger, i'uicnlunwiille, Cosimaslr. 81, D-8 München 81
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Fe mit Al-Beschichtung und dergleichen. Die Form des Rings aus OO-Aluminium sowie der metallischen Abdeckungen, die Dauer des Verbindungsvorgangs und die Form der Batterie sind nicht speziell definiert.

Claims (6)

Dipl.-Ing. UUo I'IüivjI, Dipl.-lng. Manl'ruil Siigcr, l'iilciiUiiiwiilte, Cohinuisir. Kl, 1>8 München 81 YUASA BATTERY CO.,LTD. 6-6, Jyousai-cho Takatsuki-shi Osaka, Japan 12.250 sä/wa VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER NATRIUM-SCHWEFEL-SPEICHERBATTERIE MITTELS THERMOKOMPRESSIONSVERBINDEN Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Natrium-Schwefel-Speicherbatterie mittels Thermokompressionsverbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile der Batterie durch Thermokompression mit eine« plattenförmigen Ring (2) aus UU-Aluminium verbunden werden, welcher Ring mittels Glaslot an einem Natriumionen leitenden, rohrförmig ausgebildeten Festkörperlektrolyt (1) festgelegt wird, daß die Dicke der durch Thermokompression an der Oberseite und Unterseite des Rings (2) aus öl/-Aluminium festzulegenden Metallteile etwa 0,2 mm bis 0,6 mm beträgt und daß plattenförmige Aluminiumringe (11,12), die jeweils zwischen dem Ring (2) aus Ql-Aluminium und den Metallteilen angeordnet sind, durch Thermokompression in normaler Atmosphäre verbunden werden, wobei die Temperatur etwa 6000C bis 6250C un
beträgt.
2 2
6250C und der Druck etwa 1000 kg/cm bis 1600 kg/cm
2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinheit eines jeden plattenförmigen Aluminiumrings mehr als 97,5% ein-
Oipl.-lng. Otto Rügel, Uipl.-Ing. Manfred Siiger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
— 2 —
schließlich beträgt und daß die Dicke der Ringe vor dem Thermokompressionsverbinden etwa 100 μιη bis 150 μπι und nach dem Thermokompressionsverbinden etwa 30 μπι bis 80 μπι beträgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser eines jeden plattenförmigen Aluminiumrings kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des durch Thermokompression verbundenen Bereichs ist und daß der Außendurchmesser eines jeden Aluminiumrings größer oder gleich dem Außendurchmesser des durch Thermokompression verbundenen Bereichs ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer Natrium-Schwefel-Speicherbatterie mittels Thermokompressionsverbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile der Batterie durch Thermokompression mit einem Ring (2) aus 0v/-Aluminium verbunden werden, welcher Ring mittels .Glaslot an einem Natriumionen leitenden, rohrförmig ausgebildeten Festkörperelektrolyt (1) festgelegt wird, daß die Dicke der durch Thermokompression an der Oberseite und Unterseite des Rings (2) aus (X-Aluminium festzulegenden Teile etwa 0,2 mm bis 0,6 mm beträgt, daß zwischen dem Ring (2) aus OL/-Aluminium und den Metallteilen plattenförmige Aluminiumringe (11,12) angeordnet sind und daß der auf die Metallteile und die der Atmosphäre ausgesetzten Ringe (11,12) ausgeübte
2 Druck vor der Erwärmung weniger als etwa 150 kg/cm , bis zur Erwärmung der Metallteile und Ringe auf eine Temperatur von 6000C im Stadium der Wärmezunahme weni-
2 2
ger als etwa 200 kg/cm und danach etwa 1200 kg/cm bis
2
1600 kg/cm beträgt.
Dipl.-lng, Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimiistr. 81, D-8 München 81
— 3 —
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinheit eines jeden plattenförmigen Aluminiumrings mehr als einschließlich 97,5% beträgt und daß die Dicke der Ringe vor dem Thermokompressionsverbinden etwa 100 μπι bis 150 μπι und nach dem Thermokompressionsverbinden etwa 30 μπι bis 80 μπι beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a durch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser eines jeden plattenförmigen Aluminiumrings kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des durch Thermokompression verbundenen Bereichs ist und daß der Außendurchmesser eines jeden plattenförmigen Aluminiumrings größer oder gleich dem Außendurchmesser des durch Thermokompression verbundenen Bereichs ist.
DE19833325836 1982-07-19 1983-07-18 Verfahren zur herstellung einer natrium-schwefel-speicherbatterie mittels thermokompressionsverbinden Granted DE3325836A1 (de)

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