DE3631965A1 - Verfahren zur herstellung einer anschlussdurchfuehrung fuer eine batterie bestehend aus uebereinandergestapelten zellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Anschlußdurchführung für eine Batterie bestehend aus einer oder mehreren übereinandergestapelten Zellen, die längs des Umkreises integrierend verbunden sind, und die je eine Zinkanode, einen alkalischen Elektrolyt, eine Kathode aus Quecksilberoxyd, Silberoxyd oder Braunstein oder Mischungen daraus und eine Zelleneinkapselung in Form einer Kunststoff­ schale aufweist, wo sowohl auf der inneren als auch auf der äußeren Seite jedes Schalenbodens eine Anschlußplatte vorgesehen ist, die an einem wesentlichen Areal der Boden­ außen- und der Bodeninnenseite anliegt, wobei mindestens die eine Anschlußplatte mindestens einen vorspringenden, sich durch ein im Verhältnis zum Bodendurchmesser verhält­ nismäßig kleines Loch im Schalenboden erstreckenden Knopf aufweist, der an der zweiten Anschlußplatte durch Punkt­ schweißen derart befestigt ist, daß die Platten um das Material im Schalenboden, der aus einem Elastomermaterial oder aus einem Elastomer enthaltenden Material besteht, klemmen und unter Druck daran anliegen.

Aus USA Patentschrift Nr. 43 21 315 ist es bekannt, die Anschlußdurchführung mittels eines O-Ringes aus Gummi zu dichten. Ein solcher O-Ring ist aber im Verhältnis zum gesamten Herstellungspreis des Elements verhälnismäßig teuer. Ferner muß die Montage mit einer verhältnismäßig großen Genauigkeit geschehen, um das Kassationsprozent angemessen niedrig zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Verfahren zur Dichtung der Anschlußdurchführung zu schaffen, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Punktschweißen der Anschlußplatten ein Tropfen einer an sich bekannten Dichtungsmasse dem Loch des Schalen­ bodens zugeführt wird, indem ausgenutzt wird, daß die Dich­ tungsmasse während des Punktschweißens zur Seite gepresst wird. Die an sich bekannte Dichtungsmasse wird in Form eines Tropfens zugeführt, der bloß das Loch im Schalen­ boden ohne besonders große Genauigkeit treffen soll. Dem­ zufolge wird dieser Teil des Herstellungsverfahrens ver­ einfacht, das sich dadurch für Massenproduktion besser eignen wird. Die Dichtungsmasse ist ferner wesentlich bil­ liger als der bisher verwendete Dichtungsring.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Anschlußdurchführung in einer aus Flach­ zellen bestehenden Batterie darstellt.

Auf der Zeichnung sind zwei die Zelleneinkapselungen bil­ dende Kunststoffschalen 1 dargestellt. Die Einkapselungen sind an Zusammenbauflächen 2 in einem Prozeß verbunden, durch den die ganze Peripherie gleichzeitig beeinflußt wird. Eine solche augenblickliche Beeinflussung läßt sich beispielsweise durch Ultraschallschweißen, Leimen, Ein­ tauchen, Heißschweißen, Hochfrequenzschweißen oder einen ähnlichen Prozeß herstellen.

Die unterste Schale enthält eine gepreßte Kathode 3 aus Quecksilber, Silberoxyd oder Braunstein oder Mischungen daraus, zwei poröse Scheider 4 und eine Anode 5 aus pul­ verisiertem Zink in einem alkalischen Elektrolyt. Über der Kathode ist eine Anschlußplatte 6 mit gebogenen Rändern und unter der Anode 5 im Schalenboden eine Anschlußplatte 7 angeordnet.

Die Anschlußplatten 6 und 7 in übereinandergestapelten Kunststoffschalen 1 sind durch ein Loch 8 a in der Mitte des Bodens 8 der obersten Schale 1 miteinander verbunden, wobei die eine Anschlußplatte 7 einen geprägten, vorsprin­ genden, sich durch das Loch 8 a im Schalenboden 8 erstrek­ kenden Knopf 9 aufweist, der an die Mitte der zweiten An­ schlußplatte 6 punktgeschweißt ist. Das Punktschweißen ist derart ausgeführt, daß die Anschlußplatten 6 und 7 um das Material im Boden 8 klemmen, wobei eine Druckdichtung zwi­ schen den Anschlußmetallen und dem Elastomermaterial im Boden entsteht. Da die Anschlußplatten gegen beide Boden­ seiten klemmen, wird eine Doppeldichtung zwischen Metall­ und Kunststoffpolymerflächen unter einem spezifischen Dich­ tungsdruck erreicht, der über dem relativ kleinen Dichtungs­ areal sehr groß sein kann. Ferner kann die Anschlußplatte 6 gegebenenfalls aus Metall sein, das für O₂-Reduktion und H₂O-Reduktion u. a. m. hemmend ist, wobei eine weitere Sicher­ heit gegen Leckage erreicht wird. Dieses Ausführungsbeispiel gewährleistet ferner einen langen Elektrolyt-Kriechweg.

Die Dichtung wird erfindungsgemäß dadurch zuwegegebracht, daß eine Dichtungsmasse vor dem Punktschweißen der Anschluß­ platten 6 und 7 dem Loch 8 a im Schalenboden 8 zugeführt wird, wobei die Dichtungsmasse 10 während des Punktschwei­ ßens zur Seite gepreßt wird und automatisch in alle Winkel eindringt. Die Dichtungsmasse wird in Form eines Tropfens zugeführt, der bloß das Loch 8 a im Schalenboden 8 ohne be­ sonders große Genauigkeit treffen soll. Demzufolge wird dieser Teil des Herstellungsverfahrens vereinfacht, das dadurch für Massenproduktion besser geeignet wird. Die Dichtungsmasse besteht vorzugsweise aus Bitumen, dem ein Lösungsmittel, wie z. B. Lackbenzin, beigemischt ist. Das Loch 8 a weist vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 4 mm auf. Die Dichtungsmasse klebt an den Metallflächen und hindert dadurch die Wanderung des Elektrolyts an den Metalloberflächen entlang.

Eine spitze oder abgerundete Elektrode kann z. B. zusammen nit einer hauptsächlich ebenen Elektrode für das Punkt­ schweißen verwendet werden.

In einer alternativen Ausführungsform gibt es mehrere Pol­ durchführungen von der einen Zelle zur anderen, z. B. drei oder vier Poldurchführungen, die konzentrisch mit der Schale an einem Kreis entlang vorgesehen sein können, Die Poldurch­ führungen und die Knöpfe sind vorzugsweise mit demselben Winkelabstand angeordnet. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Knöpfe schwalbenschwanzförmig.

Das Braunstein-Kohlenstoffbrikett steht mit einem Metall­ anschluß in Verbindung. Ein zufriedenstellender Kontakt ist aber zwischen dem Braunstein-Kohlenstoffbrikett 3 und dem Metallanschluß 6 zuwegezubringen, indem diese Verbindung für den Kurzschlußstrom bestimmend ist. Falls ein vier­ eckiger Anschluß mit Biegungen an allen vier Rändern entlang verwendet würde, würden die Biegungen ausgebuchtet sein, und die Verbindung würde ungenügend sein. Ein gebogenes Metallstück mit Biegungen an zwei gegenüberstehenden Rändern entlang wird erfindungsgemäß verwendet, welche Biegungen ungefähr 1-3° nach innen kehren. Ein genügend gutes Fest­ klemmen des Braunstein-Kohlenstoffbriketts 3 wird hierdurch erreicht. Der Anschluß 6 muß selbstverständlich aus einem genügend federnden Material, wie z.B. vernickeltem Eisen, hergestellt sein. Ein Kurzschlußstrom von 3-5 A wird dem­ zufolge ermöglicht. In den früheren Rundzellen kam dieses Problem nicht vor, da die betreffende Elektrodenmasse unter Druck eingeführt wurde und dadurch den notwendigen Kontakt etablierte, wobei ausgenutzt wurde, daß der zylindrische Körper imstande war, den betreffenden Druck aufzunehmen ohne den Kontakt zu stören.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ferner für Massenpro­ duktion geeignet, indem der Anschlußkörper symmetrisch ist, und die Braunstein-Kohlenstoffbrikette seitlich ein­ schiebbar sind, wenn nur ihre Ecken abgerundet sind.

Der Anschluß ist eventuell mit einer weiteren Biegung ver­ sehen, wobei ein gewisser Kontakt mit der Bodenfläche er­ reichbar ist. Die Breite der Brikette ist ungefähr 0,06- 0,08 mm kleiner als der Anschluß, wobei es berücksichtigt wird, daß die Brikette sich infolge der Freimachung von Spannungen beim Elektrolytzusatz ein bißchen erweitern.

In einer konkreten Ausführungsform weist der Anschluß eine Höhe von 2,7 mm, eine Länge von 17,5 mm und eine Breite von 13,08 mm auf. Die Materialiendicke ist ungefähr 0,01- 0,3 mm.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Anschlußdurchführung für eine Batterie bestehend aus einer oder mehreren übereinandergestapelten Zellen, die längs des Um­ kreises integrierend verbunden sind, und die je eine Zinkanode (5), einen alkalischen Elektrolyt, eine Kathode (3) aus Quecksilberoxyd, Silberoxyd oder Braun­ stein oder Mischungen daraus und eine Zelleneinkap­ selung in Form einer Kunststoffschale (1) aufweist, wo sowohl auf der inneren als auch auf der äußeren Seite jedes Schalenbodens eine Anschlußplatte (6, 7) vorgesehen ist, die an einem wesentlichen Areal der Bodenaußen- und der Bodeninnenseite anliegt, wobei mindestens die eine Anschlußplatte (7) mindestens einen vorspringenden, sich durch ein im Verhältnis zum Bodendurchmesser verhältnismäßig kleines Loch (8 a) im Schalenboden (8) erstreckenden Knopf (9) aufweist, der an der zweiten Anschlußplatte (6) durch Punkt­ schweißen derart befestigt ist, daß die Platten (6, 7) um das Material im Schalenboden, der aus einem Elastomermaterial oder aus einem Elastomer enthaltenden Material besteht, klemmen und unter Druck daran an­ liegen, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Punktschweißen der Anschlußplatten ein Tropfen einer an sich bekannten Dichtungsmasse dem Loch (8 a) des Schalenbodens (8) zugeführt wird, indem ausgenutzt wird, daß die Dichtungsmasse (10) während des Punkt­ schweißens zur Seite gepresst wird, so daß Zentrie­ rungsprobleme vermieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine abgerundete Elek­ trode für das Punktschweißen verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine verhältnismäßig spitze Elek­ trode und eine hauptsächlich ebene Elektrode für das Punktschweißen verwendet werden.