DE3543446A1 - Elektrodensatz fuer gasdichte alkalische akkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrodensatz für gasdichte alkalische Ak­ kumulatoren, insbesondere für Rundzellen, aus einer positiven und einer ne­ gativen Bandelektrode, die unter Zwischenlage einer Separation spiralig zu einem Wickel aufgerollt und durch eine Bandage aus einem Klebeband zusam­ mengehalten sind.

Frisch gerollte Elektrodenwickel haben das Bestreben, sich nach Abnahme vom Wickeldorn wieder zu entrollen oder auszudehnen. Um dies zu verhindern und ein störungsfreies Einsetzen in den Zellenbecher zu ermöglichen, werden die Elektrodenwickel mit einer Bandage versehen, die jedoch wenig materialauf­ wendig sein sollte und aus Passungsgründen nicht nennenswert auftragen darf. In einer Ausführungsform besteht eine solche Bandage daher gemäß FR-PS 20 39 536 lediglich aus einem kurzen Klebebandabschnitt, welcher das äußere Ende des spiralig aufgerollten Elektrodenbandes am Wickel fixiert. Der Klebe­ bandabschnitt wird unmittelbar vor dem Einbau des Wickels durchschnitten oder durch Abreißen ganz entfernt. Von einem anderen bekannten Klebeband, welches den Elektrodenwickel ringförmig umschließt, heißt es in der US-PS 45 32 867, daß es beständig gegenüber einem alkalischen Elektrolyten sein soll, was soviel besagt, daß nicht nur das Klebeband selbst in der fertigen Zelle verbleibt, sondern daß auch der durch das Klebeband gesicherte feste Wickel­ zustand der Elektroden sich später nicht verändert.

In der Praxis hat es sich nun gezeigt, daß sich ein Elektrodenwickel, der nur an den Ableiterfahnen am Boden und am Deckel des Zellenbehälters befestigt ist, bei Auftreten einer stoßartigen oder einer Schwingungs-Belastung im Becher bewegen kann. Als Folge der Delokalisierung kommt es u.U. zu einem Abreißen der Schweißung oder Abbrechen der Ableiter, so daß die Zelle wegen geschä­ digter Kontakte unbrauchbar wird. Solche Ausfälle werden dadurch möglich, daß der Durchmesser des Elektrodenwickels nicht auf ein tolerierbares Min­ destmaß festgelegt ist. Wegen der Toleranzen der Dicken von positiver und negativer Elektrode sowie des Scheiders werden bei der Herstellung des Wickels auf der Wickelmaschine auch Wickel erhalten, deren Außendurchmes­ ser kleiner sind als der Innendurchmesser des Bechers und die damit bei Schlag-oder Stoßbeanspruchung zu einer Eigenbewegung Anlaß geben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen mittels Klebeband bandagierten Wickelelektrodensatz für alkalische Rundzellen anzugeben, der unabhängig von fertigungsbedingten Abweichungen des Wickeldurchmessers vom Innendurchmesser des Zellenbechers als Obergrenze im Becher festsitzt und auch Beschleunigungskräften von außen durch Relativbewegungen zum Becher nicht nachgibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Klebeband zu­ mindest teilweise aus einem in Alkalilauge löslichen oder dehnbaren Material besteht.

Die Erfindung macht sich die dem bandagierten Wickel innewohnende Deh­ nungskraft zunutze, die ihn zu entrollen trachtet, indem die zusammenhalten­ de Gegenkraft des Klebebandes nach erfolgter Zellenmontage und mit dem Zudosieren des Elektrolyten aufgehoben wird, so daß der Wickel nunmehr sei­ nem Expansionsdrang folgen kann und sich im Becher festsetzt. Da der Becher in der Regel zugleich den negativen Zellenpol darstellt und die äußere Lage des Wickels vom negativen Elektrodenband gebildet wird, ergibt sich aus der Selbstfestsetzung des Wickels zusätzlich ein guter elektrischer Kontakt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Klebstoffkomponente des Klebebandes, die dem meist laugeresistenten Bandmaterial entweder durchgehend oder auch nur abschnittsweise aufkaschiert ist, sich in dem Laugeelektrolyten löst, so daß es zu einer Lockerung oder Spreizung des Elektrodenwickels kommt.

Als Klebstoffe mit solchem Verhalten kommen Silikonkautschukkleber, Zyan­ acrylatkleber oder Kleber auf der Basis von Polyvinylazetat, Polyvinylalkohol und Polyvinylmethyläther infrage. Das Klebeband gibt daraufhin den Elektro­ denwickel frei; seine Funktion als Montagehilfe ist nach dem Arbeitsschritt des Eintopfens erfüllt.

Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, anstelle eines Klebebandes mit sich lösendem Kleber ein Band oder einen Streifen aus Materialien zu ver­ wenden, die sich im wässrigen Milieu der Zelle dehnen oder zersetzen wie z.B. Klebebänder auf der Basis von Azetatseidengewebe, Zellwollgewebe oder Glas­ gewebe (Glasseide).

Ebenso ist ein Klebeband aus quellendem Material, beispielsweise Cellophan, geeignet, den Wickel in seine festsitzende Positionierung zu entlassen.

Dehnung und Quellung sind durch Aufnahme von Flüssigkeit durch das Band­ material bedingt, welches dabei eine Volumenzunahme in Vorzugsrichtungen erfährt. In jedem Fall ist die gewünschte Folge eine Festigkeitsminderung des Klebebandes bzw. Aufweichung seiner Formstabilität, ohne daß es jedoch zu dessen vollständiger Auflösung kommt. Das Klebeband bleibt vielmehr am Wickel, indem es zwischen diesem und der Innenwand des Bechers eingeklemmt ist, fixiert und bildet so zwischen beiden eine isolierende Zone. Natürlich ist auch eine vollständige Auflösung erlaubt, wenn durch die Auflösungsprodukte die Funktionstüchtigkeit der Zelle nicht infrage gestellt werden muß.

Ist das Klebeband relativ breit, kann dieses, um die Isolationswirkung zu über­ winden, erfindungsgemäß mit einer elektrischleitenden Komponente versehen sein. Diese kann vorzugsweise aus einem dünnen Stahldraht bestehen, der in das Bandmaterial mit beispielsweise welligem oder mäandrierendem Verlauf eingeprägt ist.

Claims (5)

1. Elektrodensatz für gasdichte alkalische Akkumulatoren, insbesondere für Rundzellen, aus einer positiven und einer negativen Bandelektrode, die unter Zwischenlage einer Separation spiralig zu einem Wickel aufgerollt und durch eine Bandage aus einem Klebeband zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebeband zumindest teilweise aus einem in Alkalilauge löslichen oder dehnbaren Material besteht.

2. Elektrodensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleb­ stoffkomponente des Klebebandes laugelöslich ist.

3. Elektrodensatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial des Klebebandes Quellfähigkeit in Lauge besitzt.

4. Elektrodensatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebeband eine elektrischleitende Komponente enthält.

5. Elektrodensatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischleitende Komponente ein Stahldraht ist.