DE3437039C2

DE3437039C2 -

Info

Publication number: DE3437039C2
Application number: DE3437039A
Authority: DE
Inventors: Charles Toronto Ontario Ca Markin; Marian Mississauga Ontario Ca Wiacek
Original assignee: Duracell International Inc
Current assignee: Duracell Inc USA
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1984-10-09
Publication date: 1993-08-12
Also published as: GB8427496D0; CA1236518A; JPS60117540A; CH665309A5; AU3467184A; MX162597A; BE900929A; IT8449090A0; BR8405326A; JPH0560214B2; FR2554641A1; GB2149198B; FR2554641B1; IT8449090A1; GB2149198A; ZA848042B; IT1178182B; DE3437039A1; AU573634B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung oder ein Abdichtteil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur Verwendung in galvanischen Zellen, wie alkalischen Primärzellen oder ähnlichen Zellen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Abdicht- und Isolierbauteil für derartige Zellen, im folgenden Versiegelungsbauteil genannt, welches aus gefüllten thermoplastischen Materialien, wie Polypropylen hergestellt oder gegossen wird, wobei der Füllstoff ein Mineral, insbesondere Talkum, Kalziumkarbonat oder Glimmer ist.The invention relates to a seal or a sealing member according to the preamble of claim 1 for use in galvanic cells, such as alkaline primary cells or similar Cells. In particular, the invention relates to a sealing and insulating member for such cells, hereinafter Sealing member called, which is filled thermoplastic materials, such as polypropylene or poured, wherein the filler is a mineral, in particular Talcum, calcium carbonate or mica.

Normalerweise geschieht der Aufbau einer versiegelten zylindrischen galvanischen Zelle derart, daß die grundsätzlichen Bestandteile in einen Zellenbecher eingebracht werden, wonach die Zelle durch ein Versiegelungselement verschlossen wird, das auf dem offenen Ende des Zellenbecher angeordnet wird. Das Versiegelungselement schließt aus, daß Elektrolyt-Material aus der Zelle austritt und isoliert die Elektrodenkontakte der Zelle voneinander.Normally, the construction of a sealed cylindrical happens galvanic cell such that the fundamental Ingredients are placed in a cell cup, after which the cell is closed by a sealing element, which is placed on the open end of the cell cup. The sealing element excludes that electrolyte material exits the cell and isolates the electrode contacts the cell from each other.

Es ist wünschenswert, daß das Versiegelungselement es erlaubt, daß Wasserstoffgas aus der Zelle austreten kann, um den Druckaufbau innerhalb der Zelle zu verringern, und weiterhin soll das Versiegelungselement Flüssigkeitseintritt oder -verlust verhindertn, sowie Sauerstoff- oder Kohlendioxideintritt in die Zelle verhindern. Weiterhin wird das Versiegelungsbauteil für gewöhnlich mit einer eingegossenen Membran oder einem dünnen Abschnitt hergestellt, wie beispielsweise einen zerbrechbaren Membranventil-Bereich, der bezüglich der Dicke des die Membran umgebenden Materiales einen verringerten Querschnitt hat, um sicherzustellen, daß die Zelle unter bestimmten Umständen abbläst, wenn sich hoher Gasdruck in der Zelle aufbaut, um auszuschließen, daß die Zelle explosionsartig zerreißt.It is desirable that the sealing element be it allows hydrogen gas to escape from the cell, to reduce the pressure build-up within the cell, and Furthermore, the sealing element should be liquid or loss, as well as oxygen or Prevent carbon dioxide entering the cell. Farther The sealing member is usually with a cast in membrane or a thin section, such as a breakable membrane valve area, with respect to the thickness of the membrane surrounding Materiales has a reduced cross-section, to make sure that the cell under certain circumstances blows off when high gas pressure builds up in the cell, to rule out that the cell is bursting explosively.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Versiegelungsbauteil für zylindrische versiegelte Zellen geschaffen und vorzugsweise durch Spritzgußverfahren aus einem gefüllten, bezüglich des Elektrolyten inerten, thermoplastischen Materials, wie Polypropylen, Polyäthylen (und insbesondere Polysulfon bei hohen Temperaturen), sowie Copolymerisaten dieser Kunststoffe gegossen, wobei der Kunststoff zwischen 5 und 45 Gew.-% mineralische Füllstoffe enthält, wobei als mineralische Füllstoffe Talkum, Kalziumkarbonat oder Glimmer in Frage kommen. (Unter Talkum ist hier wasserfreies Magnesiumsilikat zu verstehen). Es hängt vom Verwendungszweck des Versiegelungsbauteiles ab, ob es getempert werden soll oder nicht. Wenn Polypropylen getempert wird, geschieht es bei Temperaturen zwischen 70 und 155°C (andere Temperaturen sind für andere thermoplastische Materialien, wie beispielsweise Copolymerisate aus Polypropylen und Polyäthylen geeignet). Vorzugsweise findet das Tempern in einem Heißluftofen oder -tunnel statt. In den meisten Fällen hat sich herausgestellt, daß mineralgefülltes Polypropylen und insbesondere Polypropylen das als Füllstoff Talkum aufweist, besonders verwendungsfähig ist. Typische Versiegelungsbauteile und ihre Anordnung innerhalb der Zelle sind in den deutschen Offenlegungsschriften 32 47 567 und 33 20 714 der gleichen Anmelderin beschrieben.According to the present invention, a sealing member created for cylindrical sealed cells and preferably by injection molding from a filled, with respect to the electrolyte inert, thermoplastic Materials, such as polypropylene, polyethylene (and in particular Polysulfone at high temperatures), as well as copolymers poured these plastics, with the plastic between Contains 5 and 45 wt .-% mineral fillers, wherein as mineral fillers talcum, calcium carbonate or mica come into question. (Under talc here is anhydrous To understand magnesium silicate). It depends on the purpose of the sealing component, whether it is tempered should or not. When polypropylene is tempered, it happens it at temperatures between 70 and 155 ° C (other temperatures are for other thermoplastic materials, like For example, copolymers of polypropylene and polyethylene suitable). Preferably, the annealing takes place in one Hot air oven or tunnel instead. In most cases it turned out that mineral-filled polypropylene and polypropylene in particular as the filler talcum has, is particularly useful. Typical sealing components and their arrangement within the cell are in German Offenlegungsschriften 32 47 567 and 33 20 714 described by the same applicant.

Spritzgußteile aus Polypropylen mit Talkum als Füllstoff können im wesentlichen ohne irgendwelche Mulden hergestellt werden, d. h., Eisenkungen der Oberfläche oder Unregelmäßigkeiten, die insbesondere dann zum Tragen kommen, wenn die Versiegelungsbauteile mit einer Membran gebildet werden, können vermieden werden. Da weiterhin die Teile ohne Mulden spritzgegossen werden können, sind die Spritzgußtoleranzen und -bedingungen, unter denen die Teile gegossen werden, weniger kritisch.Injection molded polypropylene parts with talc as filler can be made essentially without any hollows be, d. h., ironing of the surface or Irregularities that are particularly relevant when the sealing members are formed with a membrane can be avoided. Because the parts continue can be injection-molded without troughs, are the injection molding tolerances and conditions under which the parts are cast become less critical.

Ein mineralischer Füllstoff, wie beispielsweise Talkum, erlaubt niedrigere Gußtemperaturen. Weiterhin kann ein mineralischer Füllstoff wie Talkum eine gewisse Schmierung der Oberfläche des thermoplastischen Materials verursachen, so daß der Füllstoff als ein eingegossenes Trennmittel dienen kann. Dies ist besonders hilfreich, da von außen aufgebrachte Trennmittel, wie Silikone, die Spritzgußteile verunreinigen können und die Verunreinigungen innerhalb der Zelle zur Gaserzeugung führen können. Ein mineralischer Füllstoff (Talkum, Kalziumkarbonat oder Glimmer) verursacht keine Gaserzeugung innerhalb der Zelle. Da die Schrumpfung nach dem Spritzgußvorgang geringer ist, insbesondere dann, wenn höhere Konzentration von Füllstoff verwendet werden, wie beispielsweise bei Talk im Bereich von 20 bis 40%, ist mehr sichergestellt, daß das Versiegelungs- und Isolierbauteil genauer hergestellt werden kann. Schließlich ist der Stückpreis eines mit Mineralstoffen gefüllten Kunststoffteiles geringer als bei ungefüllten Materialien. A mineral filler, such as talc, allows lower casting temperatures. Furthermore, a mineral filler such as talc some lubrication cause the surface of the thermoplastic material, so that the filler as a cast release agent can serve. This is especially helpful because from the outside applied release agents, such as silicones, the injection molded parts can contaminate and contaminants within the cell can lead to gas production. A mineral Filler (talc, calcium carbonate or mica) caused no gas generation within the cell. Because the shrinkage after the injection molding process is lower, in particular then if used higher concentration of filler be as in talc in the range of 20 to 40%, more is ensured that the sealing and Insulating component can be made more accurate. After all is the unit price of a filled with minerals Plastic part lower than unfilled materials.

Im Rahmen der Erfindung hat sich herausgestellt, daß sich durch die Verwendung von gefüllten thermoplastischen Materialien wesentliche mechanische Vorteile erzielen lassen. Darunter fällt z. B., daß bessere Versiegelungs- und Entlüftungscharakteristika des Versiegelungsbauteiles erreicht werden können. Ein gefüllter Thermoplast hat einen geringeren linearen Temperaturausdehnungskoeffizienten, der sich dem linearen Temperaturausdehnungskoeffizienten des Metalles nähert, aus dem der Zellenbecher für die Zelle gefertigt ist. Dies hat bessere Versiegelungs- bzw. Verschlußeigenschaften, insbesondere bei thermischen Belastungen zur Folge. Der gefüllte Thermoplast hat eine höhere Widerstandskraft gegen Druckkräfte als ein ungefülltes Material, was zur Folge hat, daß an der Bördelnaht, die das Versiegelungsbauteil mit dem Zellenbecher verbindet, eine bessere Abdichtung erzielbar ist. Die letztere Eigenschaft läßt sich noch weiter verstärken, wenn das Versiegelungs- und Isolierbauteil getempert wird. Durch den Tempervorgang werden die Abmessungen des Versiegelungs- und Isolierbauteiles stabilisiert, d. h., die physischen Dimensionen des Teiles werden konstant und durch das Tempern werden eingegossene Verspannungen, die während des Gießvorganges verursacht werden, beseitigt.In the context of the invention has been found that through the use of filled thermoplastic Materials achieve significant mechanical advantages to let. Including z. B. that better sealing and venting characteristics of the sealing member can be achieved. A filled thermoplastic has a lower linear coefficient of thermal expansion, which is the linear coefficient of thermal expansion of the metal from which the cell cup approaches is made for the cell. This has better sealing or closure properties, especially in thermal Burdens result. The filled thermoplastic has one higher resistance to compressive forces than an unfilled one Material, with the result that at the hemming seam, which connects the sealing member to the cell cup, a better seal can be achieved. The latter Property can be further enhanced if that Sealing and insulating component is tempered. By the annealing process, the dimensions of the sealing and insulating components stabilized, d. h., the physical Dimensions of the part become constant and through the Annealing is cast in tensions during the Casting caused, eliminated.

Der Füllstoff wirkt als Spannungslinien-Konzentrator, der es erlaubt, daß der Abblasbereich oder die Membran bei einer minimalen Ausbuchtung der Membran bricht. Wenn ein mit Füllstoff versehenes Versiegelungsbauteil getempert wird, so daß sämtliche eingegossenen Verspannungen, die vorliegen können, entfernt werden, steigt der Druck, der zum Aufbrechen der Membran nötig ist, weniger an als der entsprechende Druck, der im Falle eines getemperten, ungefüllten Materials nötig ist. Getempertes, gefülltes Material macht es möglich, die Widerstandsfähigkeit einer Membran gegenüber Zerbrechen besser vorherzusagen. The filler acts as a stress line concentrator, which it allows the blow-off area or the membrane at a minimal bulge of the membrane breaks. If one with Tempered sealing component is tempered, so that all cast-in tension that exists can be removed, the pressure rising to break up membrane is less important than the corresponding one Pressure, in the case of a tempered, unfilled Material is necessary. Annealed, filled material makes it is possible to face the resistance of a membrane Better predict breakage.

Gleichzeitig wird durch die Verwendung eines gefüllten Thermoplasten der benötigte Kopfraum innerhalb der Zelle reduziert, indem sichergestellt wird, daß die zerbrechbare Ventilmembran bei geringerer Dehnung im Vergleich zu einem ungefüllten thermoplastischen Material bricht, ohne daß überhöhter Druckaufbau in der Zelle stattfindet. Weiterhin kann eine dickere Membrane eingegossen werden, wodurch es möglich wird, weitere Toleranzen auszunutzen und dennoch innerhalb der Konstruktionstoleranzen der Membran zu bleiben.At the same time it is filled by the use of a Thermoplastics the required headspace within the cell reduced by making sure that the breakable Valve membrane at lower elongation compared to breaks an unfilled thermoplastic material, without that excessive pressure build-up takes place in the cell. Furthermore, a thicker membrane can be poured in, which makes it possible to exploit further tolerances and yet within the design tolerances of Membrane to stay.

Da weiterhin weniger Kopfraum innerhalb der Zelle benötigt wird, um das Aufbrechen der Membran zu ermöglichen, kann das Versiegelungsbauteil innerhalb des Zellenkörpers etwas höher angeordnet werden, so daß es möglich wird, eine größere Menge von aktivem Material (Elektrolyt) in dem Zellenbrecher unterzubringen.Because still requires less headspace within the cell is to allow the breaking of the membrane can the sealing member within the cell body slightly be arranged higher, so that it is possible, a larger amount of active material (electrolyte) in the Accommodate cell crushers.

Da die gefüllten Thermoplasten gemäß der vorliegenden Erfindung durchlässig für Wasserstoffgas sind, kann in der Zelle, in die das Bauteil eingesetzt ist, der Wasserstoff langsam entweichen. Das langsame Entweichen gestattet es, das genügend Wasserstoffgas aus der Zelle austritt, so daß die Möglichkeit des Abblasens der Zelle durch Aufbrechen der Membran verringert wird. Dies ist auch deshalb wichtig, da die Menge von Quecksilberkorrosions-Mittel und Gaserzeugungs-Hemmer, die in die Zelle eingebracht werden müssen, insbesondere bei alkalischen Zellen, ganz beachtlich verringert werden kann, was nicht nur von der Umweltbelastung her zufriedenstellend ist, sondern auch bessere Arbeitsplatzverhältnisse beim Zusammenbau der Zelle mit sich bringt und weiterhin beachtliche Kosteneinsparungen.As the filled thermoplastics according to the present invention are permeable to hydrogen gas, can in the Cell in which the component is inserted, the hydrogen slowly escape. The slow escape allows enough hydrogen gas leaves the cell, so that the possibility of blowing off the cell by breaking it up the membrane is reduced. This is also important since the amount of mercury corrosion agents and gas generators inhibitors, which are introduced into the cell must, especially in alkaline cells, quite considerable can be reduced, not only from the environmental impact is satisfactory, but also better Working conditions when assembling the cell with brings and continues to bring significant cost savings.

Ein weiterer Vorteil, den die vorliegende Erfindung im Vergleich zu glasgefülltem Nylon mit sich bringt (d. h. bei der Verwendung für Versiegelungsbauteile für Zellen) ist der, daß ein gefüllter Thermoplast weniger anfällig gegen Auslaugen ist, wenn er dem Elektrolyten ausgesetzt ist, wie beispielsweise einer 40%igen Kaliumhydroxidlösung (KOH). Dies bedeutet, daß Polypropylen, das Talkum, Kalziumkarbonat oder Glimmer als Füllstoff enthält, sich nicht zersetzt, selbst dann, wenn es für einen längeren Zeitraum, beispielsweise für vier Wochen bei 71°C einer KOH-Lösung ausgesetzt ist; dies ist bei glasgefülltem Nylon nicht der Fall.Another advantage compared to the present invention to glass filled nylon (i.e. the use for sealing components for cells) that a filled thermoplastic less prone to Leaching is when exposed to the electrolyte, such as a 40% potassium hydroxide solution (KOH). This means that polypropylene, talc, calcium carbonate or mica as filler, does not decompose, even if it's for a longer period, for example, for four weeks at 71 ° C a KOH solution is exposed; this is not the case with glass filled nylon Case.

Bei den gefüllten thermoplastischen Materialien, die hier in Betracht kommen, wobei die Füllstoffe Talkum, Kalziumkarbonat oder Glimmer in Mengen von 5% bis 45%, gewöhnlicherweise 15% bis 40% sind, ist das Füllmaterial sehr fein gemahlen oder liegt in feinen Partikeln vor, und zwar derart, daß beim Vorhandensein des Füllstoffes in dem gegossenen thermoplastischen Versiegelungs- und Isolierbauteil im wesentlichen das Füllmaterial in dem Gußteil nicht an der Oberfläche vorliegt. Es ist daher vorzuziehen, insbesondere bei der Verwendung von Talkum als Füllstoff, daß ungefähr 20%, aber auch bis zu 40% Talkum als Füllstoff zur Verwendung kommt, insbesondere in Polypropylen.For the filled thermoplastic materials, here come into consideration, wherein the fillers talc, calcium carbonate or mica in amounts of 5% to 45%, usually 15% to 40%, the filler is very finely ground or is present in fine particles, in such a way that in the presence of the filler in the cast thermoplastic sealing and insulating component in essentially the filling material in the casting not on the Surface is present. It is therefore preferable, in particular when using talc as a filler, that approximately 20%, but also up to 40% talc as a filler for use comes, especially in polypropylene.

Wie bereits erwähnt wurde, schafft das Tempern gewisse Vorteile, indem eingegossene Spannungen, die auftreten können, entfernt werden, und die physischen Dimensionen des gegossenen Versiegelungs- und Isolierbauteiles stabilisiert werden; aber selbst dann, wenn das Versiegelungsbauteil nicht getempert wird, werden überlegene Ergebnisse gegenüber einem ungefüllten Produkt mit ähnlichem Design erreicht. Der Grund dafür ist, daß während der Herstellung ein weiterer Toleranzbereich in dem Membranabschnitt des Bauteiles zur Verfügung steht, so daß dieser dicker gegossen werden kann, der kritische Druck, der zum Aufbrechen der Membran führt, besser vorhergesagt werden kann und auf jeden Fall die Membran so ausgelegt werden kann, daß höhere Aufbrechkräfte möglich werden, ohne den Druck zu erreichen, an dem sich die Bördelnaht an dem kathodischen Zellenbecher lösen würde, was das Freigeben des gesamten Bauteiles und somit explosionsartiges Aufbrechen des Zellenbechers zur Folge hätte.As already mentioned, annealing creates certain Advantages by pouring in stresses that occur can be removed, and the physical dimensions of the molded sealing and insulating component become; but even if the sealing component not tempered, will be superior results towards an unfilled product with similar Design achieved. The reason is that during manufacture another tolerance range in the membrane section of the component is available, so that this thicker can be poured, the critical pressure to the Breaking the membrane leads to better prediction and in any case the membrane can be designed that way can, that higher Aufbrechkräfte become possible, without to reach the pressure to which the hemming seam the cathodic cell mug would solve what the releasing of the entire component and thus explosive Breaking the cell cup would result.

Im folgenden ist eine typische Analyse eines talkum-gefüllten Polypropylens dargestellt:
Ungefülltes Polypropylenharz kann einen Schmelzindex von 10 bis 15 haben. Nach dem Füllvorgang hat sich der Schmelzindex auf ungefähr 6 bis 10 verringert.The following is a typical analysis of a talc-filled polypropylene:
Unfilled polypropylene resin can have a melt index of 10 to 15. After the filling process, the melt index has decreased to about 6 to 10.

Das Talkum liegt als plättchenartige oder staubartige weiße Pulversubstanz ohne Asbestbestandteile vor und die chemische Analyse zeigt die folgenden Bestandteile:The talc is as platelike or dusty white powder substance without asbestos components before and the Chemical analysis shows the following components:

Komponentecomponent Gew.-%Wt .-% MgOMgO 20-3220-32 SiO₂SiO₂ 16-4616-46 CaOCaO 9-309-30 Al₂O₃Al₂O₃ 0,5-40.5-4 Fe₂O₃Fe₂O₃ 0,2-40.2-4 Glühverlustloss on ignition 8-208-20

(Glühverlust, d. h. Verlust beim Veraschen, entspricht dem prozentualen Anteil von Kohlendioxid, der bei Erhitzen des Talkums frei wird.)(Loss on ignition, ie loss on ashing, is the percentage Proportion of carbon dioxide that is produced by heating the Talc is released.)

Eine typische Korngrößenverteilung der Partikelgröße kann innerhalb der folgenden Bereiche liegen:A typical particle size distribution of the particle size can within the following ranges:

Durchlaufene MaschengrößeContinuous mesh size Gew.-%Wt .-% 44 µm44 μm 100100 30 µm30 μm 94-9794-97 20 µm20 μm 75-9075-90 10 µm10 μm 40-6040-60 5 µm5 μm 18-3218-32 4 µm4 μm 14-2414-24 3 µm3 μm 9-179-17 2 µm2 μm 5-105-10 1 µm1 μm 4- 44- 4

Die Dichte beträgt 0,96 g/cm³ bis 1,28 g/cm³; das Schüttgewicht beträgt 0,38 g/cm³ bis 0,88 g/cm³; das spezifische Gewicht liegt zwischen 2,8 und 2,9 g/cm³; die Ölabsorption in g/100 g von Talkum liegt zwischen 20 und 35; der pH-Wert ist 9 bis 10,5; die Feinheit liegt zwischen 90 µm und 57,5 µm (Hegman-Feinheit zwischen 1 und 3,5); 100% passieren ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm 98 bis 99% passieren ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,052 mm.The density is 0.96 g / cm³ to 1.28 g / cc; the bulk density is 0.38 g / cc to 0.88 g / cc; the specific gravity is between 2.8 and 2.9 g / cm³; the Oil absorption in g / 100 g of talc is between 20 and 35; the pH is 9 to 10.5; the fineness lies between 90 μm and 57.5 μm (Hegman fineness between 1 and 3.5); 100% pass through a sieve with one clear mesh size of 0.074 mm 98 to 99% pass through a sieve with a clear mesh of 0.052 mm.

Ein ähnlicher gemahlener Kalzit (Kalziumkarbonat) zeigt die folgenden Charakteristika:A similar ground calcite (calcium carbonate) shows the following characteristics:

Komponentecomponent Gew.%Wt.% CaCO₃CaCO₃ 95-9895-98 MgCO₃MgCO₃ 1-21-2 Al₂O₃Al₂O₃ 0,05-0,20.05-0.2 Fe₂O₃Fe₂O₃ 0,01-0,20.01-0.2 SiO₂SiO₂ 0,1-10.1-1 MnOMnO 0,010.01 Kupfercopper kein erkennbarer Anteilno discernible share Feuchtehumidity 0,250.25 Organischer ÜberzugOrganic coating 0,5-20.5-2 (typischerweise Silan)(typically silane)

Die typische Partikelgröße für sphärische Partikel liegt zu 100% unter 15 µm; zu 95 bis 99% unter 10 µm; zu 75 bis 85% unter 5 µm; zu 40 bis 60% unter 2,5 µm und zu 20 bis 40 unter einem µm. Die durchschnittliche Partikelgröße liegt im Bereich von 2,5 µm mit einem spezifischen Gewicht von ungefähr 2,7 g/cm³ und einem Brechungsindex von annähernd 1,55.The typical particle size for spherical particles is 100% below 15 μm; from 95 to 99% below 10 μm; from 75 to 85% below 5 μm; to 40 to 60% under 2.5 μm and 20 to 40 under one μm. The average particle size is in the Range of 2.5 microns with a specific weight of about 2.7 g / cc and an approximate refractive index 1.55.

Die folgenden Beispiele sollen die wesentlichen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung näher erläutern:The following examples are intended to illustrate the essential characteristics explain the present invention in more detail:

example 1

Eine Anzahl von Versiegelungsbauteilen (Deckeln) für die Größe AA wurden aus Nylon, ungefülltem Polypropylen und Polypropylen mit 20% Talkum als Füllstoff gegossen. Die Hälfte aller Polypropylendeckel wurde getempert, die andere Hälfte wurde nicht getempert. Alle Deckel wurden in Zellen mittels einer Bördelungs-Versiegelung eingesetzt, so daß die Zellen vollständig waren, mit der Ausnahme, daß die äußere Papierummantelung nicht auf die Zelle aufgebracht wurde. Beobachtungen hinsichtlich etwaiger Leckagen wurden während der folgenden verschiedenen Lager- und Gebrauchstests gemacht.A number of sealing components (lids) for the Size AA were made of nylon, unfilled polypropylene and Polypropylene with 20% talcum poured as filler. The Half of all polypropylene covers were tempered, the other Half was not tempered. All lids were in cells used by means of a crimp seal, so that the cells were complete with the exception that the outer paper wrapper not applied to the cell has been. Observations regarding possible leaks have been made during the following various storage and use tests made.

Die Beobachtungen zeigten, daß beispielsweise nach der Lagerung über eine Woche hinweg bei hohen Temperaturen und über eine weitere Woche hinweg bei Raumtemperatur zur Stabilisierung die getemperten Deckel und die Nylondeckel im wesentlichen gleich (einer von 30) bzw. keinen Ausfall zeigten, wobei ein höherer Ausfall bei den nichtgetemperten Deckeln zu verzeichnen war. Andere Deckel wurden bei einer geringeren, aber immer noch hohen Temperatur zwei Wochen lang gelagert, wonach eine weitere Woche bei Raumtemperatur zur Stabilisation folgte, wonach ein Nylondeckel und ein ungefüllter Deckel ausfielen, während kein Deckel mit Füllstoff ausfiel. The observations showed that, for example, after Storage for a week at high temperatures and for another week at room temperature Stabilizing the tempered lids and the nylon lids essentially the same (one in 30) or no failure showed, with a higher failure in the non-tempered Lid was recorded. Other lids were included a lower but still high temperature two Stored for weeks, after which another week at room temperature followed by stabilization, after which a nylon lid and an unfilled lid failed while no lid precipitated with filler.

Weitere Deckel wurden während sehr tiefen Temperaturen eine Woche lang gelagert, gefolgt von einer Woche Lagerung bei Raumtemperatur zur Stabilisierung, wobei sich herausstellte, daß die getemperten Deckel mit Füllstoff besser abschnitten (unter 30 Deckeln ein Ausfall) wohingegen bei den Nylondeckeln von 30 20 ausfielen.Additional lids were used during very low temperatures stored for one week followed by one week of storage at room temperature for stabilization, which turned out that the tempered lid with filler better sections (under 30 covers a failure), whereas the nylon covers of 30 20 precipitated.

Das Durchlaufen eines Temperaturzyklus von tiefen Temperaturen zu relativ hohen Temperaturen, gefolgt durch Stabilisierung bei Raumtemperatur zeigte, daß von 30 getemperten Deckeln mit Füllstoff nur zwei ausfielen, wohingegen von 30 Nylondeckeln 15 ausfielen.Going through a temperature cycle of low temperatures to relatively high temperatures, followed by stabilization at room temperature showed that of 30 annealed Lids with filler only failed two, whereas from 30 nylon covers 15 precipitated.

Weitere Muster wurden einen Tag lang bei Raumtemperatur gelagert, wonach sie mit 1,5 Ampere geladen wurden, wobei alle Zellen ordnungsgemäß abbliesen. Andere Deckel jedoch wurden mehrere Tage lang bei hohen Temperaturen gelagert und dann mit 1,5 Ampere geladen; von drei getemperten Polypropylendeckeln mit Füllstoff bliesen alle ab, wohingegen bei Zellen mit einem Nylondeckel eine von drei Zellen ziemlich heftig ausbrach.More samples were left at room temperature for a day stored, after which they were charged at 1.5 amps, wherein bleed off all cells properly. Other lids, however were stored for several days at high temperatures and then charged with 1.5 amps; of three tempered Polypropylene caps with filler blew all off, whereas for cells with a nylon lid one in three Cells broke out quite violently.

Example 2

Eine Anzahl von Zelldeckeln der Größe AA, C und D wurden gegossen, wobei alle Abblasmembranen aufwiesen, die mit einer Dicke von 0,09 mm bis 0,13 mm eingegossesn wurden; von den gegossenen Mustern wurden einige ohne Talkum als Füllstoff, andere mit 20% und andere mit 40% Talkum als Füllstoff hergestellt.A number of cell lids of size AA, C and D were poured, with all Abblasmembranen had, with a thickness of 0.09 mm to 0.13 mm were poured in; from the cast patterns were some without talc as filler, others with 20% and others made with 40% talc as filler.

Eine Anzahl von Deckeln wurde als Kontrolle zurückbehalten und wurden nicht in Kaliumhydroxid-Lösung getaucht, wohingegen die anderen Deckel in Kaliumhydroxid-Lösung bei Raumtemperatur für zwei Wochen oder bei hoher Temperatur für zwei Wochen oder bei sehr hoher Temperatur für zwei Wochen gelagert wurden. Danach wurde ein Zell-Entlüftungstest durchgeführt, bei dem alle Deckel, die in KOH gelagert wurden, Abblasergebnisse zeigten, die mit den Ergebnissen ziemlich übereinstimmten, die die Kontrollgruppe zeigte, die nicht in KOH gelagert wurde. Mit anderen Worten, alle Muster waren chemisch resistent gegen die Kaliumhydroxid- Lösung.A number of lids were retained as a control and were not dipped in potassium hydroxide solution, whereas the other lids in potassium hydroxide solution at Room temperature for two weeks or at high temperature for two weeks or at very high temperature for two Weeks were stored. Thereafter, a cell vent test was performed carried out, in which all lids stored in KOH were showing blow-off results with the results pretty much the same that showed the control group which was not stored in KOH. In other words, everyone Patterns were chemically resistant to the potassium hydroxide Solution.

Ein wichtiger Schluß, der aus diesen Tests gezogen werden kann, ist der, daß die Membranen oder Druckabblasbereiche von gefüllten Polypropylendeckeln nicht nur einen alkalischen Elektrolyt bei hohen Temperaturen angegriffen werden; und daß die Membranen ordnungsgemäß aufbrechen, so daß die Zellen beim gleichen Druck sowohl vor als auch nach einer langen Lagerung bei erhöhten Temperaturen ordnungsgemäß abblasen.An important conclusion to be drawn from these tests can, is that the membranes or pressure relief areas of filled polypropylene covers not just an alkaline one Electrolyte attacked at high temperatures; and that the membranes break up properly, so that the cells at the same pressure both before and after a long storage at elevated temperatures properly Blow off.

Example 3

Andere Abblastests wurden ausgeführt, bei denen Deckel mit einer Ventilmembrane, die mit einer Dicke von 0,14 mm eingegossen waren, mit verschiedenen Bodenfreiheiten über der Membrane getestet wurden. Ungefüllte Propylendeckel versagten beim Abblasen oder bliesen erst bei sehr hohen Drücken mit geringen Bodenfreiheiten ab, wohingegen die Deckel, die mit 20% Talkum gefüllt waren, bei venünftigen Druckwerten abbliesen. Bei 2,3 mm Bodenfreiheit blies ein Deckel aus ungefüflltem und nichtgetemperten Polypropylen bei einem Druck von 1,219 bar nicht ab, wohingegen ein ähnlicher Deckel mit 3,7 mm Bodenfreiheit bei 0,402 bar abblies. Deckel mit 20% Talkum als Füllmittel die nicht getempert waren, bliesen bei 0,688 bar mit der oben erwähnten niedrigsten Bodenfreiheit ab, sowie bei 0,402 bar mit der niedrigsten Bodenfreiheit, wohingegen Deckel aus Polypropylen, die 20% Talkum als Füllmittel hatten und getempert waren, bei 0,602 bar mit der niedrigsten Bodenfreiheit und bei 0,574 bar mit der höchsten Bodenfreiheit abbliesen.Other blow-off tests were performed where lids with a valve diaphragm, which has a thickness of 0.14 mm were poured in, with different soil freedoms were tested over the membrane. unfilled Propylene caps failed when blown off or blew first at very high pressures with low ground clearances, whereas the lids filled with 20% talcum bleed off at reasonable pressures. At 2.3 mm Ground clearance blew a lid from unfilled and non-tempered polypropylene at a pressure of 1.219 bar, whereas a similar Cover with 3.7 mm ground clearance at 0.402 bar called off. Lid with 20% talc as filler which were not tempered, blew at 0.688 bar with the above-mentioned lowest ground clearance, as well as at 0.402 bar with the lowest ground clearance, whereas polypropylene covers containing 20% talc as filler had and were tempered, at 0.602 bar with the lowest ground clearance and at 0.574 bar with the highest ground clearance bleed off.

Example 4

Es wurden Deckel aus glasgefülltem Nylon, ungefülltem Polypropylen, Polypropylen mit 20% Talkum und Polypropylen mit 40% Talkum gegossen, wonach sie einen Monat lang bei 71°C in einem KOH-Elektrolyt gelagert wurden. Nach der Lagerung wurde die Lösung angesäuert und auf Spuren metallischer Elemente hin analysiert. Mit der Ausnahme eines etwas erhöhten Kalziumanteiles, der aus Deckeln mit 20% Talkum herausgelöst wurde, zeigte keiner der Polypropylendeckel wesentliches Herauslösen von Nickel, Cadmium, Strontium, Kobalt, Titan, Molybdän, Blei, Kupfer, Eisen, Vanadium, Chrom, Aluminium, Silizium oder Kalzium. Das glasgefüllte Nylon jedoch zeigte wesentliche Mengen von Titan, Kupfer, Eisen, Vanadium, Aluminium, Silizium und Kalzium, die herausgelöst wurden.There were covers made of glass filled nylon, unfilled Polypropylene, polypropylene with 20% talc and polypropylene poured with 40% talc, after which they were added for a month 71 ° C were stored in a KOH electrolyte. After Storage, the solution was acidified and found on traces of metallic Analyzed elements. With the exception of one slightly increased calcium content, from lids with 20% Talc was dissolved, showed none of the polypropylene lid significant dissolution of nickel, cadmium, Strontium, cobalt, titanium, molybdenum, lead, copper, iron, Vanadium, chromium, aluminum, silicon or calcium. The Glass-filled nylon, however, showed substantial amounts of Titanium, copper, iron, vanadium, aluminum, silicon and Calcium, which were dissolved out.

Die Formgebung von Versiegelungselementen aus gefüllten Thermoplasten gemäß der vorliegenden Erfindung hängen von Überlegungen während des Designs ab und sind hier im Rahmen der Erfindung nicht relevant. Der Designer kann jedoch weitere Toleranzen beim Spritzgießen zulassen und er kann dickere zerbrechbare Abblasmembranen erlauben, wobei immer noch sichergestellt ist, daß die Zelle sich so verhält, wie erwartet wird, wenn sie zur Anwendung gelangt.The shaping of sealing elements from filled Thermoplastics according to the present invention depend on Considerations during the design and are here in the Not relevant to the invention. The designer can However, allow further tolerances in injection molding and it can allow thicker breakable blow-off membranes, while still ensuring that the cell itself behaves as expected when applied arrives.

Claims

A galvanic cell sealing member sealingly bonded to the cell by means of a flanging seam, characterized in that the sealing member is formed from a thermoplastic material containing from 5 to 45% by weight of filler, the thermoplastic material and the filler chemically are inert to the electrolytic material used in the sealed cell and the sealing member has a frangible blow-off region of reduced thickness relative to the thickness of the material surrounding the blow-off region.

2. Sealing part according to claim 1, characterized in that the thermoplastic material is polypropylene, polyethylene or copolymers of these plastics and the filler material Talcum, calcium carbonate or mica.

3. Sealing part according to claim 2, characterized in that in that the polypropylene has talc as filler.

4. sealing part according to claim 3, characterized that the polypropylene between 15 and 40% talc are added.

5. Sealing part according to claim 1, characterized that it is tempered.

6. sealing part according to claim 4, characterized that it is at a temperature of 70 ° C to 155 ° C is annealed.

7. sealing part according to claim 4, characterized for at least an hour at one Temperature is tempered from 70 ° C to 155 ° C.

8. Sealing part according to claim 4, characterized in that that the talc has a particle size whose maximum Size is 44 microns, wherein at least two wt .-% greater than one micron, at least 18 wt .-% greater than 5 microns and at least 40 wt .-% greater than 10 microns.

9. Galvanic cell, characterized in that their Flaring seam with a sealing part according to the claims 1 to 8 is sealed.