DE3508985C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bleiakkumulatorbatterie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Flache, dicht verschlossene Bleiakkumulatorbatterien sind beispielsweise aus der JP-OS 33 828/1976, dem JP-GM 1 59 162/1983 und dem JP-GM 1 57 969/1983 bekannt.

Bei der in der JP-OS 33 828/1976 beschriebenen Bleiakkumulatorbatterie sind Kollektoren und das aktive Material in zwei Teilgehäusen angeordnet, die so übereinander angeordnet sind, daß die Separatoren im aktiven Material gehalten sind. Bei dieser bekannten Bleiakkumulatorbatterie stehen jedoch die äußeren Anschlüsse von den Außenflächen der Teilgehäuse vor, um den elektrischen Strom von den Kollektoren in den Teilgehäusen zu den Einheiten außerhalb der Batterie abzuleiten. Die äußeren Anschlüsse stellen daher eine Beschränkung hinsichtlich der Verringerung der Dicke der Batterie dar, was es schwierig macht, Batterien mit der gewünschten Dicke zu erhalten. Bei derartigen Bleiakkumulatorbatterien ist es notwendig, ein Sicherheitsventil zum Freigeben von Gas vorzusehen. Die Stärke des Halteteils für das Sicherheitsventil ist ein weiterer bedeutender Einflußfaktor, der die Verringerung der Dicke der Batterie begrenzt.

Eine in dem JP-GM 1 59 162/1983 beschriebene Bleiakkumulatorbatterie umfaßt eine positive und eine negative Elektrode, die dadurch gebildet sind, daß Stromkollektorplatten auf einer Seite der aktiven Materialschicht fest angeordnet oder gehalten sind, in einem Batteriegehäuse aus einem Kunstharz mit Separatoren, ferner Löcher in der Wand des Batteriegehäuses, die den Kollektorplatten gegenüberliegen, durchgehende Löcher in den Endabschnitten des Batteriegehäuses, ferner Paßnieten, die als äußere Anschlüsse für die positive und die negative Elektrode an den durchgehenden Löchern dienen, und Teile, der Kollektorplatten, die den Löchern zugewandt sind, wobei die Paßnieten über Leitungsdrähte miteinander verbunden sind, die auf der Oberfläche des Batteriegehäuses verlaufen. Eine in dieser Weise aufgebaute Bleiakkumulatorbatterie ist jedoch mit den folgenden Schwierigkeiten verbunden. Zunächst sind die Zuleitungsdrähte durch Löten mit den Kollektorplatten oder den Paßnieten verbunden. Daher werden die Kollektorplatten, die Zuleitungsdrähte, die Paßnieten und das Batteriegehäuse durch die Wärme beim Löten beschädigt. Darüber hinaus sind die Löcher im Batteriegehäuse, aus denen die Zuleitungsdrähte herausgeführt sind, mit einem wärmehärtenden Harz, wie beispielsweise einem Epoxiharz, dicht verschlossen. Die Löcher sind jedoch so flach ausgebildet, daß kein Platz zum Aufgeben des Epoxiharz in einer ausreichenden Menge besteht, um einen vollständig dichten Abschluß zu erzielen. Daher läuft der Elektrolyt im Batteriegehäuse oftmals aus den abgedichteten Bereichen aus. Die Paßnieten, die als äußere Anschlüsse dienen, haben darüber hinaus die Form eines Stiftes, wobei es bei der Herstellung der Batterien schwierig ist, die stiftartigen Paßnieten immer senkrecht zur Ebene des Batteriegehäuses zu befestigen. Wenn die Paßnieten auch nur um einen leichten Winkel schräg liegen, wird ein vollständiger elektrischer Kontakt relativ zu den Aufnahmeanschlüssen auf der Seite der elektrischen Ausrüstung nicht erhalten.

Bei der Bleiakkumulatorbatterie, die im JP-GM 1 57 969/1983 beschrieben ist, sind Kollektorplatten, die aus Blei oder einer Bleilegierung bestehen, im Batteriegehäuse angebracht und Elektrodenplatten aus einem Kunstharzgitter, das ein aktives Material trägt, dicht auf die Kollektorplatten gesetzt, um einen flachen Schichtaufbau der Batterie zu verwirklichen, der im Querschnitt aus dem Batteriegehäuse, einer Kollektorplatte, der Kathodenschicht, dem Separator, der positiven Elektrodenschicht, einer weiteren Kollektorplatte und dem Batteriegehäuse besteht. Diese Bleiakkumulatorbatterie ist jedoch mit den folgenden Schwierigkeiten verbunden. Zunächst verzieht oder verformt sich bei herkömmlichen Batterien das Batteriegehäuse durch das Schrumpfen des Harzes nach dem Formen, was das äußere Aussehen beeinträchtigt und dazu führt, daß bei der Herstellung die Produktivität abnimmt. Die Kollektorplatten auf der Seite des Batteriegehäuses sind mit dem Batteriegehäuse zusammengesetzt. Die Entladekapazität der Batterie nimmt daher über die Auflade- und Entladezyklen der Batterie stark ab, und die Lebensdauer der Batterie ist erheblich kürzer. Daher variiert die Abnahme der Entladekapazität stark.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flache Akkumulatorbatterie auszubilden, deren Dicke oder deren Ausbildung im Kleinformat weder durch die äußeren Anschlüsse, über die der elektrische Strom von den Kollektoren in den Teilgehäusen, die das Batteriegehäuse bilden, zu den außerhalb der Batterie liegenden Einheiten abgenommen wird, noch durch den Sicherheitsventilhalteteil beschränkt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch diese Ausgestaltung ist ein sehr flacher Aufbau des Batteriegehäuses möglich, wobei die ausgesparten Bereiche an einer schmalen Stirnseite des Gehäuses angeordnet werden. Die in ausgesparten Bereichen angeordneten Anschlüsse führen zu keiner Verdickung des Aufbaus, wobei sich eine gute Abdichtfunktion und eine zuverlässige Verbindung der Anschlüsse mit den elektrisch leitenden Zungen ergibt. Durch die in jedem Gehäuseelement eingelagerte Stromkollektorplatte wird ein stabiler, gegenüber Verziehen steifer Aufbau erzielt. Zudem können die an den gegenüberliegenden Gehäuseelementen vorgesehenen ausgesparten Bereiche als Führungseinrichtungen beim Zusammenbau verwendet werden.

Aus der DE-AS 12 32 226 ist es zwar bekannt, die äußeren Anschlüsse in einer Aussparung eines Batteriegehäuses anzuordnen, jedoch handelt es sich dabei um einen anderen Aufbau des Batteriegehäuses. Aus der DE-OS 27 42 869 ist es weiterhin bekannt, die äußeren Anschlüsse am Deckel des Gehäuses so zu befestigen, daß sie über die Deckeloberfläche nicht vorstehen. Auch hierbei handelt es sich um einen völlig anderen Aufbau des Batteriegehäuses.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht zwei Teilgehäuse, die ein Ausführungsbeispiel der Bleiakkumulatorbatterie bilden,

Fig. 2A und 2B in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht jeweils ein Teilgehäuse des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3A und 3B in einer Draufsicht und einer Seitenansicht jeweils das andere Teilgehäuse des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels im zusammengesetzten Zustand,

Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig. 6A bis 6C eine Abwicklungsansicht, eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht jeweils eines äußeren Anschlusses für das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel,

Fig. 7A eine Schnittansicht eines Hauptteils, bei dem ein kurzer Streifen des äußeren Anschlusses und eine Stromabnahmezunge der Kollektorplatte bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel zusammengeschweißt sind,

Fig. 7B eine Schnittansicht eines Hauptteils, bei dem der kurze Streifen nach dem Schweißen umgebogen ist,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils, bei dem der äußere Anschluß bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel angebracht ist,

Fig. 9 eine Vorderansicht eines Hauptteils, wobei die Umgebung einer Öffnung dargestellt ist, die im Teilgehäuse für das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ausgebildet ist,

Fig. 10 eine Schnittansicht eines Hauptteils des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels,

Fig. 11 in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig. 12A und 12B eine Abwicklungsansicht und eine perspektivische Ansicht jeweils des äußeren Anschlusses für das in Fig. 11 dargestellte Ausführungsbeispiel,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils, wobei eine Öffnung, die im Teilgehäuse des in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist, und der äußere Anschluß dargestellt sind,

Fig. 14 eine Vertikalschnittansicht der Teilgehäuse mit angebrachtem äußeren Anschluß,

Fig. 15 eine Schnittansicht eines Hauptteils, bei dem ein Ausschnitt des äußeren Anschlusses an die Zunge zum Abnehmen des elektrischen Stromes der Kollektorplatte geschweißt ist,

Fig. 16 eine Schnittansicht eines Hauptteils des in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiels,

Fig. 17 eine Draufsicht mit auf die Umfangsbereiche der Kollektorplatten aufgebrachtem Silikongummi bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 18 eine Draufsicht, bei der die in Fig. 17 dargestellte Kollektorplatte in einem einteiligen Aufbau im Teilgehäuse ausgebildet ist,

Fig. 19 eine Schnittansicht längs der Linie I-I in Fig. 18,

Fig. 20 eine Schnittansicht eines Hauptteils des Umfangsbereiches der Kollektorplatte nach dem Eingießen eines breiförmigen Knetmaterials,

Fig. 21 in einer graphischen Darstellung die Änderung der Batterieentladekapazität über die Auflade- und Entladezyklen bei herkömmlichen Bleiakkumulatorbatterien und bei dem in Fig. 17 dargestellten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 22 in einer graphischen Darstellung die Abnahme des Batteriegewichtes über die Auflade- und Entladezyklen bei den Batterien gemäß Fig. 21.

Im folgenden wird anhand der Fig. 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Batterie beschrieben, bei dem Teilgehäuse 1 und 2, d. h. eine Schale und ein Deckel, die das Batteriegehäuse bilden, dadurch erhalten sind, daß ein geeignetes Material, wie beispielsweise ABS, AS oder Polypropylen oder stoßfestes Styrol, d. h. ein stoßfestes Harz, in einer bestimmten Weise geformt wird. Ein ausgesparter Bereich oder Teil 3 ist in der Schale 1 zum Halten der Batteriezellen ausgebildet. Im ausgesparten Teil 3 zum Halten der Batteriezellen ist in einem einteiligen Aufbau eine nicht dargestellte Stromkollektorplatte enthalten, die aus einer Bleiplatte mit einer Stärke von 4 mm besteht und durch Ausstanzen erhalten wird. Eine Oberfläche der Kollektorplatte und ihre Umfangsbereiche sind mit dem Material überzogen, das das Batteriegehäuse bildet. Ein ähnlicher ausgesparter Teil 31 ist auch in dem anderen Gehäuseteil, d. h. dem Deckel 2, ausgebildet, um Batteriezellen zu halten. Im ausgesparten Teil 31 ist in einem einteiligen Aufbau eine nicht dargestellte Stromkollektorplatte in derselben Weise vorgesehen, wie es oben beschrieben wurde. Die Kollektorplatten, die in einem einteiligen Aufbau mit der Schale 1 und mit dem Deckel 2 ausgebildet sind, haben eine Verstärkungsfunktion. Die Stärke der Kunststoffschichten kann daher an dem Teil verringert werden, an dem die Kollektorplatten mit der Schale 1 und dem Deckel 2 in Berührung kommen.

Ein rechteckiger rahmenartiger Steg 4 ist auf den Seitenwänden des ausgesparten Teils 3 zum Halten der Batteriezellen ausgebildet. Eine rahmenartige Nut 5 ist zwischen dem rahmenartigen Steg 4 und den Umfangswänden der Schale 1 ausgebildet. Der rahmenartige Steg 4 ist etwas höher als das Niveau der Öffnung der Schale 1.

Es ist ein vorstehender Teil 6 zum Anbringen des äußeren Anschlusses an einer Seite der Schale 1 vorgesehen, der über die Höhe der Öffnung der Schale 1 vorsteht. Ein ausgesparter Teil 9 zum Halten eines nicht dargestellten Sicherheitsventiles ist im mittleren Teil auf einer Seite der Schale 1 ausgebildet. Das Innere des Batteriegehäuses steht mit dem ausgesparten Teil 9 zum Halten des Sicherheitsventiles über ein kleines Loch 10 in Verbindung, das in der inneren Seitenwand des Batteriegehäuses ausgebildet ist. In der äußeren Seitenwand des Batteriegehäuses ist weiterhin eine Nut 11 ausgebildet. Ein ausgesparter Teil 12 ist in einer Seite der Schale 1 vorgesehen. Der ausgesparte Teil 9 zum Halten des Sicherheitsventiles befindet sich zwischen dem ausgesparten Teil 12 und dem vorstehenden Teil 6 zum Anbringen des äußeren Anschlusses. Wenn die Schale 1 und der Deckel 2 übereinander angeordnet sind, wird der ausgesparte Teil 9 zum Halten des Sicherheitsventiles durch den Deckel 2 überdeckt, um darin das Sicherheitsventil zu halten.

Ein rahmenartiger Steg 13 ist am Deckel 2 ausgebildet und wird in die rahmenartige Nut 5 der Schale 1 gepaßt. Eine rahmenartige Nut 14 ist innerhalb des rahmenartigen Steges 13 ausgebildet und wird auf den rahmenartigen Steg 4 der Schale 1 gepaßt. Ein ausgesparter Bereich 15 ist im Deckel 2 ausgebildet. Wenn die Schale 1 und der Deckel 2 übereinander angeordnet sind, ist der vorstehende Teil 6 zum Anbringen des äußeren Anschlusses der Schale 1 in den ausgesparten Teil 15 eingesetzt. Ein vorstehender Teil 16 zum Anbringen des äußeren Anschlusses ist am Deckel 2 ausgebildet. Wenn die Schale 1 und der Deckel 2 übereinander angeordnet sind, ist der vorstehende Teil 16 in den ausgesparten Bereich 12 der Schale 1 eingesetzt. Ein Vorsprung 17 ist am Deckel 2 ausgebildet. Wenn die Schale 1 und der Deckel 2 übereinander angeordnet sind, ist der Vorsprung 17 in die Nut 11 eingepaßt, die in der Schale 1 ausgebildet ist.

Öffnungen 18 und 19 sind in den vorstehenden Teilen 6, 16 zum Anbringen der äußeren Anschlüsse ausgebildet, und obere Abschlußplatten 20, 21 sind an Stellen etwas unterhalb der Außenfläche des Batteriegehäuses vorgesehen. Die Platten 20 und 21 dienen dazu, Zwischenräume 22, 23 beizubehalten, die der Stärke der äußeren Anschlüsse 7, 8 entsprechen.

Die äußeren Anschlüsse 7 und 8 sind U-förmig gebogen und werden vor dem Übereinanderanordnen der Schale 1 und des Deckels 2 an nicht dargestellte Zungen zum Abnehmen des elektrischen Stromes der Kollektorplatten in den ausgesparten Teilen 3, 31 zum Halten der Batteriezellen im Gehäuse 1, 2 punktgeschweißt. Die äußeren Anschlüsse 7, 8 werden dann in die Zwischenräume 22, 23 eingelegt und darin befestigt, um die Öffnungen 18, 19 zu schließen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Im folgenden wird beschrieben, wie dieses Ausführungsbeispiel der Bleiakkumulatorbatterie zusammengebaut wird.

Zunächst wird ein nicht dargestelltes breiförmiges Knetmaterial aus einem aktiven Stoff auf die Oberflächen der nicht dargestellten Kollektorplatten gegossen, die im Batteriegehäuse aus der Schale 1 und dem Deckel 2 angeordnet sind. Das breiförmige Knetmaterial wird dann getrocknet, um Elektrodenplatten auf den Oberflächen der Kollektorplatten zu bilden. Anschließend wird ein nicht dargestellter Separator, der hauptsächlich aus Glasfasern besteht, auf der oberen Außenfläche der Elektrode im ausgesparten Bereich 3 zum Halten der Batteriezellen der Schale 1 angeordnet und es wird ein Elektrolyt aus Schwefelsäure auf den Separator gegossen. Ein nicht dargestelltes rohrförmiges Sicherheitsventil aus Gummi wird in den ausgesparten Bereich 9 zum Halten des Sicherheitsventiles der Schale 1 eingesetzt, woraufhin die Schale 1 und der Deckel 2 übereinander angeordnet werden. Die vorstehenden Teile 6, 16 zum Anbringen der äußeren Anschlüsse an den Gehäuseteilen, nämlich der Schale und dem Deckel 1, 2, werden in die ausgesparten Bereiche 15, 12 des jeweils anderen Gehäuseteils gepaßt, und der Vorsprung 17 am Deckel 2 wird in die Nut 11 gepaßt, die im ausgesparten Bereich 9 zum Halten des Sicherheitsventiles der Schale 1 ausgebildet ist. Die in dieser Weise gebildete Ineingriffnahme dient als Führung, um die Schale 1 und den Deckel 2 übereinander anzuordnen und unterstützt das vorübergehende Halten der Schale 1 und des Deckels 2 in einer übereinanderliegenden Anordnung. Wenn die Schale 1 und der Deckel 2 übereinander angeordnet sind, wird der rahmenartige Steg 4 der Schale 1 in die rahmenartige Nut 14 gepaßt, und es wird der rahmenartige Steg 13 des Deckels 2 in die rahmenartige Nut 5 der Schale 1 gepaßt. Wenn die Schale 1 und der Deckel 2 übereinander angeordnet sind, ist weiterhin die Nut 11, die im ausgesparten Teil 9 zum Halten des Sicherheitsventiles der Schale 1 ausgebildet ist, durch den Vorsprung 17 des Deckels 2 abgeschlossen. Ein kleiner Zwischenraum 24 bleibt jedoch zwischen der Nut 11 und dem Vorsprung 17. Das durch die elektrochemische Reaktion im Batteriegehäuse erzeugte Gas strömt daher aus dem Batteriegehäuse durch das kleine Loch 10 in der Schale 1, den ausgesparten Bereich 9 zum Halten des Sicherheitsventiles und den Zwischenraum 24 aus. Nut 11 und Vorsprung 17 dienen beim Zusammensetzen als Führung.

Die Batterie ist vollständig zusammengebaut, wenn die rahmenartigen Nuten 5, 14 und die rahmenartigen Stege 13, 4 der Schale 1 und des Deckels 2 durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden sind.

Im folgenden wird anhand der Fig. 5 bis 10 ein zweites Ausführungsbeispiel der Batterie beschrieben. Teilgehäuse, nämlich eine Schale 41 und ein Deckel 42, werden dadurch erhalten, daß ein Kunstharz, wie beispielsweise ABS-Harz oder Polypropylen in der gewünschten Weise geformt wird, wobei diese Teilgehäuse das Batteriegehäuse bilden. Stromkollektorplatten 43, 44 aus Blei oder einer Bleilegierung sind an den Innenflächen der Teilgehäuse 41, 42 so angeordnet, daß ihre Umfangsbereiche in Form eines einteiligen Aufbaus geformt sind. Elektrodenplatten 45, 46 liegen dicht an den Außenflächen der Kollektorplatten 43, 44 an, und ein Separator 47 ist zwischen den Elektrodenplatten 45 und 46 unter einem vorbestimmten Druck gehalten.

Ein ausgesparter Bereich 48 zum Anbringen eines äußeren Anschlusses ist in einem Ende der Schale 41 ausgebildet. Der ausgesparte Bereich 48 ist von der oberen Außenfläche zur Seitenfläche der Schale 41 ausgebildet und weist eine Öffnung 49 auf, die in den Seitenflächen vorgesehen ist und die mit dem Inneren der Schale 41 in Verbindung steht. Ein äußerer Anschluß 50 wird dadurch erhalten, daß eine flache Platte aus einem elektrisch leitenden Material mit einem ausgeschnittenen Teil bzw. einem kurzen Streifen 50 a am einen Ende etwa U-förmig gebogen ist. Der äußere Anschluß 50 ist im ausgesparten Bereich 48 befestigt und dicht daran angebracht. Eine Zunge 43 a zum Abnehmen des elektrischen Stromes geht von einem Ende der Kollektorplatte 43 aus und ist so lang, daß sie aus der Schale 1 durch die Öffnung 49 heraustritt und außerhalb der Schale 1 freiliegt. Ein Epoxiharz 53 ist zwischen dem ausgesparten Bereich 48 zum Anbringen des äußeren Anschlusses und dem äußeren Anschluß 50 selbst eingefüllt und bewirkt einen dichten Abschluß, so daß der Elektrolyt im Batteriegehäuse an dieser Stelle nicht herausfließen kann.

Im folgenden wird das Verfahren beschrieben, nach dem der äußere Anschluß an dem Ausführungsbeispiel der Bleiakkumulatorbatterie angebracht wird.

Zunächst wird das Ende der Stromabnahmezunge 43 a, das durch die Öffnung 43 des Teilgehäuses 41 nach außen freiliegt, über Schweißstäbe 55, 56 an den kurzen Streifen 50 a des äußeren Anschlusses 50 punktgeschweißt, wie es in Fig. 7A dargestellt ist. Der kurze Streifen 50 a wird dann zur Innenseite des äußeren Anschlusses 50 gefaltet, wie es in Fig. 7B dargestellt ist, so daß die Stromabnahmezunge 43 a zwischen dem kurzen Streifen 50 a und dem äußeren Anschluß 50 gehalten ist. Das Epoxiharz 53 wird dann in den ausgesparten Bereich 48 zum Anbringen des äußeren Anschlusses der Schale 41 und in die Öffnung 49 eingegeben, und der äußere Anschluß 50 wird in den ausgesparten Bereich 48 vor dem Aushärten des Epoxiharzes eingepaßt, um dadurch den äußeren Anschluß 50 anzubringen. Eine Nut 54 ist in der Öffnung 49 der Schale 41 ausgebildet, wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, und ein Teil des äußeren Anschlusses 50 wird in die Nut 54 eingesetzt, so daß er sich davon nicht lösen kann. Wenn der äußere Anschluß 50 eingepaßt ist, wie es oben beschrieben wurde, hat die Zunge 43 a zum Abnehmen des Stromes den in Fig. 10 dargestellten gefalteten Zustand im Epoxiharz 53 angenommen. Nachdem das Epoxiharz 53 ausgehärtet ist, ist somit die Zunge 43 a zum Abnehmen des Stromes zuverlässig festgelegt, so daß eine Änderung ihrer Position verhindert wird.

Bei einem derartigen Aufbau können die Kollektorplatten elektrisch mit den äußeren Anschlüssen verbunden werden, ohne das Batteriegehäuse durch Wärme zu beschädigen. Es kann auch ein Zwischenraum beibehalten werden, um das Harz in einer Menge aufzunehmen, die ausreicht, um den Teil zwischen dem äußeren Anschluß und der Zunge zum Abnehmen des Stromes, die vom Inneren des Batteriegehäuses ausgeht, vollständig dicht abzuschließen. Da viel wärmehärtendes Harz vorhanden ist, kann es in einer angemessenen Menge zugeführt werden. Weiterhin kann der äußeren Anschluß am vorstehenden Teil dann angebracht werden, wenn das wärmehärtende Harz in die Öffnung eingegeben wird, wodurch der äußere Anschluß befestigt und der Bereich zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses und dem äußeren Anschluß in einem einzigen Arbeitsvorgang abgedichtet wird.

Im folgenden wird anhand der Fig. 11 bis 16 ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben.

In den Fig. 11 bis 16 sind jeweils eine Schale 61 und ein Deckel 62 dargestellt, die dadurch erhalten werden, daß ein Kunstharz, wie beispielsweise ABS-Harz oder Polypropylen, in der gewünschten Weise geformt wird. Stromkollektorplatten 63, 64 aus Blei oder einer Bleilegierung sind an den Innenflächen der Schale 61 und des Deckels 62 mit an- oder eingeformten Umfangsbereichen angeordnet. Elektrodenplatten 65, 66 sind so angeordnet, daß sie fest an den Außenflächen der Kollektorplatten 63, 64 sitzen. Ein Separator 67 ist eingesetzt und liegt zwischen den Elektrodenplatten 65 und 66 unter einem vorbestimmten Druck.

Ein ausgesparter Bereich 68 zum Anbringen eines äußeren Anschlusses ist in einem Ende der Schale 61 ausgebildet. Der ausgesparte Bereich 68 ist von der oberen Außenfläche bis zur Seitenfläche der Schale 61 vorgesehen und weist eine Öffnung 69 auf, die in einem Bereich in der Seitenfläche ausgebildet ist und mit dem Inneren der Schale 61 in Verbindung steht. Ein äußerer Anschluß 70 wird dadurch erhalten, daß eine flache ebene Platte aus einem elektrisch leitenden Material mit einem ausgeschnittenen Teil 70 a etwa U-förmig gebogen ist. Der äußere Anschluß 70 ist an dem ausgesparten Teil 68 so befestigt, daß er dicht anliegt. Eine Zunge 63 a zum Abnehmen des elektrischen Stromes ist am einen Ende der Kollektorplatte 63 ausgebildet und in der Öffnung 69 umgebogen angeordnet. Epoxiharz 73 ist in den Raum zwischen dem ausgesparten Teil 68 zum Anbringen des äußeren Anschlusses und dem äußeren Anschluß selbst eingefüllt und bewirkt eine Abdichtung, so daß der Elektrolyt im Batteriegehäuse an dieser Stelle nicht herausfließt.

Im folgenden wird das Verfahren zum Anbringen des äußeren Anschlusses bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Bleiakkumulatorbatterie beschrieben.

Zunächst wird Epoxiharz 73 in einer ausreichenden Menge um die Stromabnahmezunge 63 a in der Öffnung 69 der Schale 61 eingefüllt und es wird der äußere Anschluß 70 in den ausgesparten Teil 68 so eingepaßt, daß ein Ende des ausgeschnittenen Teils 70 a mit der Stromabnahmezunge 63 a in Kontakt steht. Eine Nut 74 ist in der Öffnung 69 ausgebildet, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, und ein Teil des äußeren Anschlusses ist in die Nut 74 eingesetzt, damit dieser nicht herausrutscht. Anschließend wird die Schale 61 auf einem Widerstandsschweißgerät angeordnet und es wird ein Schweißstab 75 mit der Kollektorplatte 63 in Berührung gebracht, die in der Schale 61 angeordnet ist, während ein anderer Schweißstab 76, der mit dem Schweißstab 75 ein Paar bildet, in Berührung mit dem äußeren Anschluß 70 gebracht wird. In diesem Fall ist das Ende des ausgeschnittenen Teils 70 a durch den Schweißstab 76 zur Zunge zum Abnehmen des Stromes vorgespannt. Wenn die Energiequelle des Wiederstandsschweißgerätes 77 unter diesen Umständen angeschaltet wird, fließt elektrischer Strom durch den Schaltkreis, der aus dem Schweißstab 75, der Kollektorplatte 63, der Stromabnahmezunge 63 a, dem ausgeschnittenen Teil 70 a, dem äußeren Anschluß 70 und dem Schweißstab 76 besteht, wodurch ein Ende des ausgeschnittenen Teils 70 a und die Stromabnahmezunge 63 a miteinander verschweißt werden.

Damit können die Bildung der elektrischen Verbindung des äußeren Anschlusses mit der Kollektorplatte, das Aufsetzen des äußeren Anschlusses auf den vorstehenden Teil, das Befestigen des äußeren Anschlusses und das dichte Verschließen des Bereiches zwischen dem Inneren des Batteriegehäuses und dem äußeren Anschluß in einem einzigen Arbeitsschritt durchgeführt werden.

Im folgenden wird anhand der Fig. 17 bis 22 ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein breiförmiges Knetmaterial 81 aus einem aktiven Material dient als Kathode nach dem Trocknen und wird dadurch hergestellt, daß 75 Gew.- Anteile Bleimonoxid, 25 Gew.-Anteile Blei-(IV)-oxid, 0,2 Gew.- Anteile Hydroxypropylcellulose und 24 Gew.-Anteile Wasser in einen Behälter eingegeben werden und mit einem Rührer etwa 5 Minuten lang vermischt werden. Eine Kollektorplatte 82 aus Blei oder einer Bleilegierung wird durch Stanzen gebildet, wobei die Größe einer Einheitselektrode beibehalten wird. Die Kollektorplatte 82 weist eine Stromabnahmezunge 82 b auf, die in einem Stück an einer Seite in Längsrichtung ausgebildet ist, und sie ist mit Silikongummi 84 am Außenrand in der in Fig. 17 dargestellten Weise mit der Ausnahme eines Teils in der Form und Größe (bei diesem Ausführungsbeispiel rechteckförmig) versehen, an dem die Kathode mit einer bestimmten Größe gebildet wird. Die Kollektorplatte 82, die mit dem Silikongummi 84 beschichtet ist, wird in der in Fig. 18 dargestellten Weise in eine rechteckige Schale 85 durch Spritzguß gepaßt, um ein Produkt 86 mit einteiligem Aufbau zu erzielen. Das Ende 82 a am äußeren Rand der Kollektorplatte 82 wird zu dem breiförmigen Knetmaterial 81 hingebogen, wie es in Fig. 20 dargestellt ist, und die rechteckige Schale 85 wird durch Spritzgießen eines Kunstharzes erhalten.

Es wird Wasser auf die obere Außenfläche der Kollektorplatte 82 des in dieser Weise erhaltenen einteiligen Produktes 86 gegossen, woraufhin das Wasser unter Unterdruck entfernt wird, oder es wird das einteilige Produkt 86 vollständig in Wasser eingetaucht und dann herausgenommen. Die Umfangsbereiche der Kollektorplatte 82 werden dann mit Silikongummi beschichtet, der das Wasser abweist, und der übrige, nicht mit Silikongummi beschichtete Teil wird mit Wasser benetzt. Danach wird auf der oberen Außenfläche der Kollektorplatte 82 ein Wasserfilm gebildet, wobei die Umrißform der positiven Elektrodenplatte beibehalten wird, die am Anfang durch den Silikongummi 84 gebildet wurde.

Das breiförmige Knetmaterial 81 wird dann auf den Wasserfilm gegossen, der auf der Oberfläche der Kollektorplatte 82 gebildet ist. Das breiförmige Knetmaterial 81 verteilt sich gleichmäßig auf dem Wasserfilm, bis es am Umfang der Kollektorplatte 82 mit dem Silikongummi 84 in Berührung kommt. Anschließend wird das im breiförmigen Knetmaterial 81 enthaltene Wasser verdampft. Es wird in dieser Weise ein Kathodenkörper mit einem dreischichtigen Aufbau erhalten, der aus der Schale, der Kollektorplatte und der positiven Elektrodenplatte besteht, wobei die positive Elektrodenplatte dicht auf der Oberfläche der Kollektorplatte 82 sitzt.

Ein negativer Elektrodenkörper wird auch in derselben Weise erhalten, wie es oben beschrieben wurde, wobei jedoch ein anderes aktives Material als breiförmiges Knetmaterial und andere Zusätze in anderen Mengen verwendet werden. Der positive Elektrodenkörper und der negative Elektrodenkörper werden dann über einen nicht dargestellten Separator gekoppelt, und die Schale und der Deckel werden durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden, um die Bleiakkumulatorbatterie fertigzustellen.

Wenn das Ende am Außenumfang der Kollektorplatte umgebogen ist, wie es oben beschrieben wurde, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, daß das Batteriegehäuse beim Formen verzogen wird, und es kann die Produktivität bei der Herstellung von Batteriegehäusen um mehr als 20% erhöht werden. Das ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das umgebogene Ende am Außenumfang der Kollektorplatte die Steifigkeit gegenüber Schrumpfen des Harzes am Batteriegehäuse zu erhöhen hilft.

Im folgenden wird anhand der Fig. 21 und 22 das Ausmaß beschrieben, in dem die Batterielebensdauer dadurch verlängert werden kann, daß das Umfangsende der Kollektorplatte umgebogen wird, und daß eine wasserabstoßende Beschichtung aus Silikongummi auf dem Umfangsbereich der Kollektorplatte aufgebracht wird, wie es bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Fall ist, das in den Fig. 17 bis 20 beschrieben wurde.

Fig. 21 zeigt die Beziehung zwischen den Auflade- und Entladezyklen und der Batterieentladekapazität. Herkömmliche Bleiakkumulatorbatterien, bei denen das Umfangsende der Kollektorplatte nicht umgebogen ist und bei denen eine wasserabstoßende Beschichtung aus Silikongummi nicht aufgebracht ist, zeigen Batterieentladekapazitäten, die annähernd durch eine Kurve A dargestellt werden können und die stark zwischen der Kurve A und einer Kurve C variieren. Im Gegensatz dazu zeigt die Bleiakkumulatorbatterie, bei der das Umfangsende der Kollektorplatte umgebogen ist. Batterieentladekapazitäten, die in einem sehr schmalen begrenzten Bereich zwischen der Kurve B und der Kurve C variieren. Die Bleiakkumulatorbatterie, bei der das Umfangsende der Kollektorplatte umgebogen ist und bei der eine wasserabstoßende Beschichtung aus Silikongummi aufgebracht ist, zeigt weiterhin Batterieentladekapazitäten, die durch die Kurve C wiedergegeben sind.

Fig. 22 zeigt die Beziehung zwischen den Auflade- und Entladezyklen und der Abnahme des Batteriegewichtes. Bei herkömmlichen Bleiakkumulatorbatterien variiert die Abnahme des Batteriegewichtes zwischen einer geknickten Linie A und einer gerade verlaufenden Linie C. Bei Bleiakkumulatorbatterien, bei denen das Umfangsende der Kollektorplatte umgebogen ist, liegen die Abnahmeverhältnisse des Batteriegewichtes zwischen einer geknickten Linie B und der gerade verlaufenden Linie C. Bei Bleiakkumulatorbatterien, bei denen das Umfangsende der Kollektorplatte umgebogen und die wasserabstoßende Beschichtung aus Silikongummi aufgebracht ist, ergeben sich Abnahmeverhältnisse des Batteriegewichtes, die durch die gerade Linie C wiedergegeben sind. In Fig. 22 nimmt die Steigung der geknickten Linien A und B an den Grenzen X 1 und X 2 wahrscheinlich aufgrund der Tatsache zu, daß der Elektrolyt auf die Oberfläche der Kollektorplatte auf der Seite des Batteriegehäuses während der Batteriezyklen geflossen ist, und die Batterie an den Stellen X 1, X 2 undicht wird. Um das zu prüfen, wurden Batterien auseinandergenommen, und es zeigte sich, daß die Batterien, bei denen eine große Elektrolytmenge auf die Oberfläche der Kollektorplatte auf der Seite des Batteriegehäuses geflossen war, Lade- und Entladezykluswerte zeigten, die nahe an der Kurve A oder der geknickten Linie A in den Fig. 21 und 22 lagen. Es wurde eine Beziehung bestätigt, daß die Änderung in der Batterieentladekapazität proportional zur Menge des ausfließenden Elektrolyten zunimmt.

Bei dem in den Fig. 17 bis 22 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel wurden bezeichnete Funktionen und Wirkungen, wie sie im folgenden beschrieben werden, aufgrund der Kombination einer wasserabstoßenden oder hydrophoben Beschichtung auf den Umfangsbereichen der Kollektorplatte, der Tatsache, daß der die Elektrode bildende Teil der Kollektorplatte mit Wasser benetzt wurde, und daß das breiförmige aktive Knetmaterial auf die Oberfläche des die Elektrode bildenden Teiles gegossen wurde, erhalten. Das auf die Oberfläche der Kollektorplatte gegossene breiförmige Knetmaterial kommt nämlich mit dem Wasser auf der Kollektorplatte in Berührung und verteilt sich gleichzeitig horizontal, um schnell eine ebene Fläche zu bilden. Am Umfang der Kollektorplatte wird das breiförmige Knetmaterial durch das wasserabstoßende oder hydrophobe Material abgestoßen und daran gehindert, sich weiter zu verteilen. Es wird folglich eine Schicht aus einem aktiven Material in einer Form gebildet, die von dem wasserabstoßenden oder hydrophoben Material umgeben ist. Es ist ersichtlich, daß eine Schicht aus aktivem Material in irgendeiner Form an irgendeiner Stelle auf der Oberfläche der Kollektorplatte einfach dadurch gebildet werden kann, daß das breiförmige Knetmaterial aufgegossen wird. Selbst wenn weiterhin die Batterien sehr klein ausgebildet sind, indem Elektroden mit einer Größe verwendet werden, die kleiner als der Innendurchmesser der Batteriegehäuse ist, um die Möglichkeit eines Kurzschlusses um die Elektroden herum zu vermeiden, ist es möglich, leicht in den mittleren Teil der Batteriegehäuse Elektroden mit einer Größe auszubilden, die kleiner als die Innenabmessung der Batteriegehäuse ist.

Dieser Aufbau verhindert auch eine Verkürzung der Batterielebensdauer durch den auf die Oberflächen der Kollektorplatten auf der Seite des Batteriegehäuses austretenden Elektrolyten und setzt wirksam die Unterschiede in der Batterieentladekapazität über die Auflade- und Entladezyklen herab. Durch das Aufbringen eines wasserabstoßenden Überzuges auf die Außenränder der Kollektorplatten wird nahezu vollständig verhindert, daß der Elektrolyt austritt, und können die oben erwähnten Mängel aufgrund des Austretens des Elektrolyten wirksam ausgeschlossen werden. Ein wasserabstoßendes oder hydrophobes Material wird an den gewünschten Teilen aufgebracht. Als wasserabstoßendes oder hydrophobes Material kann irgendein Material verwendet werden, vorausgesetzt, daß es die Akkumulatorbatterie nicht nachteilig beeinflußt. Es kann ein organisches hydrophobes Material, wie beispielsweise eine Fluor enthaltende Harzdispersion, Silikongummi, Silikonöl oder Polybuten, verwendet werden.

Das wasserabstoßende oder hydrophobe Material kann durch Beschichten, Aufdrucken oder ein anderes bekanntes Verfahren aufgebracht werden.

Claims (9)

1. Bleiakkumulatorbatterie mit einem Batteriegehäuse, das in seinem Inneren Batteriezellen, ein erstes Gehäuseelement und ein zweites Gehäuseelement aufweist, die übereinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch jeweils eine Stromkollektorplatte in jedem Gehäuseelement (1, 2) und jeweils einen ausgesparten Bereich zum Anbringen äußerer Anschlüsse (7, 8) in jedem Gehäuseelement (1, 2), wobei die ausgesparten Bereiche mit Öffnungen (18, 19) zum Hindurchführen von elektrisch leitenden Zungen versehen sind, die elektrisch die Batteriezellen im Batteriegehäuse mit den äußeren Anschlüssen (7, 8) verbinden, und wobei die äußeren Anschlüsse in den Öffnungen (18, 19) elektrisch mit den Zungen verbunden und in die ausgesparten Bereiche eingebettet sind.

2. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseelement (1) in seinem ausgesparten Bereich einen vorstehenden Teil (6) zum Anbringen eines äußeren Anschlusses aufweist, daß das zweite Gehäuseelement (2) in seinem ausgesparten Bereich einen vorstehenden Teil (16) zum Anbringen eines anderen äußeren Anschlusses aufweist, und daß das erste Gehäuseelement (1) und das zweite Gehäuseelement (2) ausgesparte Bereiche (12, 15) zum Aufnehmen der vorstehenden Teile zum Anbringen des äußeren Anschlusses des jeweils anderen Gehäuseelementes aufweisen.

3. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseelement (1) einen ausgesparten Bereich (9) zum Halten eines Sicherheitsventiles aufweist und das Sicherheitsventil durch das zweite Gehäuseelement (2) überdeckt ist, wobei ein kleines Loch (10) in dem ausgesparten Bereich ausgebildet ist, das mit dem Inneren des Batteriegehäuses in Verbindung steht.

4. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nut (11) zwischen dem ausgesparten Bereich (9) und der Außenwand des ersten Gehäuselementes (1) ausgebildet ist, und daß das zweite Gehäuseelement (2) einen Vorsprung (17) zum Überdecken dieser Nut aufweist.

5. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Zwischenraum (24) zwischen der Nut (11) und dem Vorsprung (17) gebildet ist.

6. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen in die Öffnungen (18, 19) des vorstehenden Teiles vorstehen, die äußeren Anschlüsse (7, 8) dadurch gebildet sind, daß eine ebene Platte etwa U-förmig gebogen ist, und die äußeren Anschlüsse auf den vorstehenden Teilen so angebracht sind, daß sie die Öffnungen (18, 19) überdecken und elektrisch in den Öffnungen mit den Zungen verbunden sind.

7. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Anschluß (50, 70) einen ausgeschnittenen Teil (50 a, 70 a) aufweist, der mit der Zunge (43 a) in Berührung steht, wobei der ausgeschnittene Teil und die Zunge miteinander verschweißt sind.

8. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement aus einem Kunstharz bestehen, die Stromkollektorplatten (82) an ihrem Umfang in das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement eingeformt sind und die Endabschnitte (82 a) der Stromkollektorplatten (82) zur Innenseite des Batteriegehäuses hin umgebogen sind.

9. Bleiakkumulatorbatterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine wasserabstoßende Beschichtung (84) auf den Umfang der Stromkollektorplatten (82) aufgebracht ist.