DE3643997C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elektrodenanordnung, die aus einem negati­ ven und positiven Elektrodenteil und einem zwischen den beiden Elektrodenteilen liegenden Separator ausgebildet wird, wobei wenigstens ein erstes der beiden Elektroden­ teile auf seinen beiden Seiten mit dem Separator bedeckt wird und wobei der Separator eine sich vom vorderen Ende des ersten Elektrodenteils aus erstreckende Separatorver­ längerung hat, die über einen Teil ihrer Länge in einen Schlitz eingefügt wird, der in einem Spulenkörper vorge­ sehen ist, während der restliche Teil der Separatorver­ längerung um die äußere Oberfläche des Spulenkörpers herumgewickelt und das vordere Ende des zweiten Elektro­ denteils in die entstehende Elektrodenanordnung eingewick­ elt wird, wonach das erste und zweite Elektrodenteil, die mittels des Separators getrennt sind, um den Spulen­ körper herumgewickelt werden und schließlich der Spulen­ körper entfernt wird.

Eine derartige Elektrodenanordnung wird zum Beispiel in einer zylindrischen Elektrolytzelle vom nichtwäßrigen Typ oder in einer zylindrischen alkalischen Speicherbatterie verwendet.

Ein Verfahren, das bisher für die Herstellung einer spi­ ralförmigen Elektrodenanordnung dieser Art angewandt worden ist, bestand aus den Verfahrensschritten des Ein­ führens entweder eines positiven oder negativen Elektro­ denteils, das mit einem Separator bedeckt war, in einem Schlitz, der in einem Spulenkörper ausgebildet war, des Wickelns des einen Elektrodenteils um den Spulenkörper, und des Einführens des anderen Elektrodenteils während des Wickelns des ersteren Elektrodenteils, so daß auf diese Weise das positive und negative Elektrodenteil, getrennt durch den Separator, um den Spulenkörper aufge­ wickelt wurden.

Jedoch wird gemäß diesem Verfahren nach dem Stande der Technik das zuerst erwähnte Elektrodenteil in einem Win­ kel von etwa 90° in dem Bereich gebogen, in dem es aus dem Schlitz des Spulenkörpers vorsteht, um um den Spulen­ körper herumgewickelt zu werden. Als Ergebnis hiervon hat das Elektrodenteil die Tendenz, in diesem Bereich einge­ rissen oder zerrissen zu werden, wenn es aus einem wei­ chen Metallmaterial hergestellt ist, das eine niedrige mechanische Festigkeit hat, wie beispielsweise aus Lithi­ um, Natrium oder Aluminium. In einem anderen Fall wird das Elektrodenteil an dem gebogenen Teil gebrochen oder zerbrochen, und dieser ge- oder zerbrochene Teil des Elektrodenteils oder des aktiven Materials fällt aus dem Elektrodenteil heraus und durchdringt den Separator, so daß es einen Kontakt mit dem benachbarten Elektrodenteil von entgegengesetzter Polarität herstellt, wodurch es zu einem zu beanstandenden inneren Kurzschluß kommt.

Diese Schwierigkeit kann zwar bei dem in der DE-PS 14 96 222 beschriebenen Verfahren dadurch vermieden werden, daß ein Schutzblatt oder eine Schutzfolie an jedem der vorde­ ren und hinteren Enden eines Elektrodenteils angebracht wird. Jedoch hat sich dieses Verfahrens insofern als nicht vollständig zufriedenstellend erwiesen, als das Schutzblatt oder die Schutzfolie der Tendenz unterliegt, während des Wickelns des Elektrodenteils abgestreift zu werden, wobei außerdem das Elektrodenteil die Tendenz hat, an seinem gebogenen Teil gebrochen oder zerbrochen zu werden, was ein Durchdringen des Schutzblatts oder der Schutz­ folie des entsprechenden Teils zur Folge hat. Wie die Figuren der DE-PS 14 96 222 zeigen, wird das eine Elektrodenteil zusammen mit einer Schutzfolie in den Schlitz des Wickeldorns direkt hinein­ gesteckt, so daß es leicht zum Zerbrechen bzw. Zerbröck­ eln dieses Elektrodenteils an der Austrittsstelle aus dem Schlitz des Wickeldorns kommmen kann, wodurch scharfe Kanten entstehen können, die dann durch den darüberlie­ genden Separator hindurchdringen und auf diese Weise einen internen Kurzschlußkreis mit dem anderen Elektro­ denteil bilden können.

Ein Verfahren, mit dem das Verfahren nach der DE-PS 14 96 222 verbessert wird, ist in der JP 47-50 417 beschrieben.

Hier wird ein Blatt oder eine Folie, das bzw. die eine vorbestimmte Länge hat und ein Film oder ein gewebtes Tuch aus Kunstharz ist, an einem Ende desselben bzw. derselben an dem vorderen Ende eines mit einem Separator bedeckten Elektrodenteils angebracht, und dieses Blatt oder diese Folie wird an seinem bzw. an ihrem Ende in einen Schlitz eines Spulenkörpers eingefügt und dann um den Spulenkörper herumgewickelt. Dieses Verfahren ist insofern vorteilhaft, als das Elektrodenteil um den Spu­ lenkörper herumgewickelt werden kann, ohne daß es gebogen wird. Jedoch unterliegt das Blatt oder die Folie, da es bzw. sie nur am vorderen Ende des Elektrodenteils ange­ bracht ist, der Tendenz, während des Wickelvorgangs abge­ löst oder abgeschält zu werden. Außerdem kann keine be­ trächtlich große Wickelkraft auf das Blatt oder die Folie am Beginn des Elektrodenaufwickelvorgangs angewandt wer­ den. Daher ist die Elektrodengruppe, die man durch den Wickelvorgang nach dessen Vollendung erhält, nicht genü­ gend fest und straff.

Weiter ist in der JP 50-55 843 ein Verfahren beschrieben, das folgendes umfaßt: Verlängern eines Separators über das vordere Ende des Elektrodenteils hinaus, Verstärken der Separatorverlängerung durch Kompaktieren derselben mittels Wärmeverschmelzung, Einfügen dieser verstärkten Separatorverlängerung in einen Schlitz eines Spulenkör­ pers und Wickeln der Separatorverlängerung, so daß das Elektrodenteil um den Spulenkörper herumgewickelt wird. Gemäß diesem Verfahren weist jedoch der Separator, der sich von dem vorderen Ende des Elektrodenteils aus er­ streckt, einen Teil von einer großen Länge auf, in dem die Separatorfunktion aufgrund der Wärmeverschmelzung verlorengeht, und die Zellenaktivität geht in diesem Teil verloren, was eine unerwünschte Verminderung der Zellen­ kapazität zur Folge hat.

Bei dem Verfahren, das in der DE 27 46 428 B2 beschrieben ist, werden das positive Elektrodenteil und das negative Elektrodenteil von einer solchen Position aus auf den drehbaren Kern einer Wickelvorrichtung gewickelt, daß ihre Enden gegenüberliegend und symmetrisch angeordnet sind, wobei das Wickeln dieser beiden Elektrodenteile mit dem zugehörigen Separator gleichzeitig und in symmetri­ scher Weise begonnen wird.

In der DE 25 22 544 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elektrodenanordnung beschrieben, in welchem die Enden der beiden Elektrodenteile miteinander fluchten, also nicht in Wickelrichtung gegeneinander versetzt sind, und in dem auch keine Doppellage des Sepa­ rators vor dem Aufbringen der Elektrodenteile um den Spulenkörper herumgewickelt wird.

Bei dem Verfahren nach der DE 22 21 818 B2 wird zwar ein negatives Elektrodenteil verwendet, das beidseitig von einem Separator bedeckt ist, jedoch hat dieser Separator keine Separatorverlängerung, sondern nur einen dünnen flexiblen Führungsstreifen, welcher lediglich dazu dient, die Elektrodenteile samt Separator im halbautomatischen Herstellungsverfahren der Elektrodenanordnung anzukop­ peln. Außerdem ist das vordere Ende des mit dem Separator ummantelten negativen Elektrodenteils ebenso wie bei dem Verfahren nach der weiter unten erörterten DE 28 13 434 A1 so angeordnet, daß der Separator durch eine scharfe Kante des vorderen Teils des positiven Elektrodenteils unter Bildung eines internen Kurzschlußkreises durchdrun­ gen werden kann.

Bei dem Verfahren nach der DE-PS 9 11 506 wird mit dem Wickeln der Elektrodenteile im oder zumindest am Schlitz des Wickeldorns begonnen, wobei die vorderen Enden der beiden Elektrodenteile miteinander fluchten und daher nicht gegeneinander versetzt sind, und wobei die Separa­ torverlängerung eine minimale Länge hat, also nicht über den Umfang des Wickeldorns gewickelt ist, bevor mit dem Wickeln der Elektrodenteile begonnen wird.

In der US-PS 45 39 746 ist ein Verfahren beschrieben, in welchem ein erstes Elektrodenteil, das mit Separatoren bedeckt ist, zunächst um den Spulenkörper mehrere Male herumgewickelt wird. Jedoch beginnt das vordere Ende die­ ses Elektrodenteils bereits unmittelbar am Schlitz des Spulenkörpers, und das zweite Elektrodenteil ist mit seinem vorderen Ende so angeordnet, daß es dann über dem ersten Elektrodenteil zu liegen kommt. Das Wesentliche der Verfahrensweise nach der US-PS 45 39 746, soweit es vorliegend von Interesse ist, scheint darin zu bestehen, daß, um ein Eindringen des vorderen Rands des zweiten Elektroden­ teils in den Separator und dadurch in den ersten Elektro­ denteil zu verhindern, ein weiterer Separator eingefügt wird, der die dreifache Dicke des den ersten Elektroden­ teil ummantelnden Separators hat.

Weiterhin ist aus der JP 55-49 865 ein Verfahren bekannt, bei dem das negative Elektrodenteil zwar eine Separator­ verlängerung hat, von dieser jedoch nur der eine der beiden Separatorteile um den Wickelkern herum geführt ist, welcher die untere Fläche des negativen Elektrodenteils abdeckt. Auch ist das vordere Ende des positiven Elektrodenteils überlappend mit dem negativen Elektrodenteil angeordnet, so daß eine scharfe Kante am vorderen Ende des positiven Elektrodenteils, durch den Separator zwischen positivem und negativem Elektrodenteil hindurchdringen und so einen internen Kurzschlußkreis bilden kann.

Schließlich ist ein Verfahren der eingangs genannten Art aus der DE 28 13 434 A1 bekannt. Dieses Verfahren wird im einzelnen so ausgeführt, daß die sich vom vorderen Ende des negativen Elektrodenteils bis zu dem Schlitz des Spulenkörpers erstreckende Separatorverlängerung nur einen Bruchteil des Umfangs des Spulenkörpers bedeckt, nämlich einen Umfangswinkelbereich von etwa 45°, und das vordere Ende des positiven Elektrodenteils vor dem vor­ deren Ende des negativen Elektrodenteils angeordnet wird. Diese Verfahrensweise hat insbesondere den Nachteil, daß dann, wenn der scharfe vordere Rand des positiven Elek­ trodenteils den darunterliegenden Separator durchdringt, ein interner Kurzschlußkreis entstehen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren der im Prinzip aus der DE 28 12 434 A1 bekannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem interne Kurzschlußkreise sicher vermieden werden und mit dem eine Beschädigung der Elektrodenteile und des Separators während des Wickelns der Elektrode ausgeschaltet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, wenn der Spulenkörper gedreht wird, das zweite der beiden Elektrodenteile mittels der Separatorverlängerung in die entstehende Elektrodenanordnung erst eingewickelt wird, nachdem der sich zwischen dem vorderen Ende des ersten Elektrodenteils und dem Spulenkörper erstreckende Teil der Separatorverlängerung in einer solchen Länge um den Spulenkörper herumgewickelt worden ist, welche größer als die Länge des Umfangs des Spulenkörpers ist, und daß das vordere Ende des zweiten Elektrodenteils, mit dem ein schützendes Band verbunden ist, in der Zuführungsrichtung der Elektrodenteile zu dem Spulenkörper vor dem vorderen Ende des ersten Elektrodenteils angeordnet wird.

Auf diese Weise kommt es, wenn der Separator durch den scharfen vorderen Rand des zweiten Elektrodenteils wäh­ rend des Wickelvorgangs beschädigt wird, niemals zur Ausbildung eines internen Kurzschlusses, da das erste Elektrodenteil in der Nähe des beschädigten Teils des Separators nicht vorhanden ist. Weiter wird die Gefahr einer Beschädigung durch Zerbröckeln o. dgl. der vorderen Kante des zweiten Elektrodenteils gleichzeitig dadurch stark herabgemindert, daß es beidseitig von wenigstens je zwei Separatorschichten eingeschlossen ist, da das vorde­ re Ende des zweiten Elektrodenteils nicht nur hinter dem vorderen Ende des ersten Elektrodenteils angeordnet wird, sondern auch das zweite Elektrodenteil mittels der Sepa­ ratorverlängerung in die entstehende Elektrodenanordnung erst eingewickelt wird, nachdem der sich zwischen dem vorderen Ende des ersten Elektrodenteils und dem Spulen­ körper erstreckende Teil der Separatorverlängerung in einer solchen Länge um den Spulenkörper herumgewickelt worden ist, welche größer als die Länge des Umfangs des Spulenkörpers ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, einen Sepa­ rator so zu verwenden, daß eine hohe Zellenleistungsfä­ higkeit und/oder ein hoher Zellenwirkungsgrad sicherge­ stellt wird, indem, abgesehen vom Separator selbst, das Vorsehen eines Blatts einer Folie, einer Dünnplatte o. dgl. vermieden wird, das bzw. die, mit dem vorderen Ende eines Elektrodenteils verbunden, der Tendenz unter­ worfen ist, während des Wickelvorgangs abgeschält oder -gestreift zu werden, was zur Folge hätte, daß es unmög­ lich wäre, das Elektrodenteil fehlerfrei aufzuwickeln, sowie der Nachteil, daß ein Blatt, eine Folie, eine Dünn­ platte o.dgl. einen Teil des Elektrodenteils bedeckt, was eine unerwünschte Verminderung der Zellenkapazität zur Folge hätte. Mit anderen Worten gesagt, wird das Vorsehen eines anderen Teils ausgeschaltet, welches die Fe­ stigkeit und/oder Straffheit der spiralförmigen Elektro­ denanordnung vermindert und/oder eine volle Entfaltung der Zellenaktivität be- oder verhindert.

Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden die Elektrodenteile nirgends zwangsweise geknickt. Daher werden die Elektrodenteile nicht beschädigt, und es wird ein zu beanstandender Kurzschluß in der herzustellenden Zelle verhindert. Weiterhin braucht im Gegensatz zu dem Verfahren nach dem Stande der Technik kein Schutzblatt oder keine Schutzfolie, das bzw. die beispielsweise aus Kunstharz besteht, an dem vorderen Ende des ersten Elek­ trodenteils angebracht zu werden, und der Separator braucht keiner Wärmeverschmelzung unterworfen zu werden. Daher können alle Bereiche der Elektrodenteile ein­ schließlich ihrer vorderen Endbereiche wirksam und lei­ stungsfähig an der Zellenaktivität teilnehmen und damit zur Zellenaktivität beitragen, so daß sich eine hohe Zellenaktivität ergibt.

Außerdem ist das Verfahren nach der vorliegenden Erfin­ dung auch insofern vorteilhaft, als keinerlei übermäßig große Wickelkraft auf das erste Elektrodenteil angewandt zu werden braucht. Daher kann ein weiches Metallmaterial, wie beispielsweise Lithium, Natrium oder Aluminium oder eine Legierung dieser Metalle dazu verwendet werden, das erste Elektrodenteil auszubilden.

In dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, die Längsränder des ersten Elektroden­ teils, zusätzlich zu den beiden Oberflächen, mit dem Separator abzudecken. Wenn das erste Elektrodenteil auf diese Weise vollständig mit dem Separator bedeckt ist, ist es durch den Separator gegen eine Beschädigung ge­ schützt, und es treten selbst dann keine internen Kurz­ schlußschwierigkeiten auf, wenn ein Teil des Elektroden­ teils gebrochen oder abgebrochen ist und abgeschält oder -gestreift wird.

Der Separator, welcher das erste Elektrodenteil vollstän­ dig bedeckt, ist vorzugsweise an seinen Längsrändern verschweißt. Dieses Verschweißen stellt eine vollständige Abdeckung des ersten Elektrodenteils durch den Separator sicher. Außerdem nimmt der Widerstand des Elektrodenteils gegen eine Zugkraft, die in der Längsrichtung des Separa­ tors angewandt wird, zu, so daß das Elektrodenteil wäh­ rend seines Wickelns dicht und straff gewickelt werden kann, während ein starker Zug auf die Separatorverlänge­ rung ausgeübt wird. Daher ergibt sich eine hohe Zellenka­ pazität.

In dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung besteht der den Schlitz aufweisende Spulenkörper bevorzugt aus einem Paar von halbzylindrischen Teilen, die ein wenig im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sie eine im wesentlichen zylindrische äußere Umfangsoberfläche erge­ ben.

Wenn die Elektrodenteile um den Spulenkörper, der einen solchen Aufbau hat, gewickelt werden, dann ist es zu bevorzugen, daß ein erster Teil der Separatorverlängerung in den Schlitz des Spulenkörpers so eingefügt wird, daß er von dem Spulenkörper vorsteht, und um den Spulenkörper zusammen mit einem zweiten Teil gewickelt wird, der sich zwischen dem Spulenkörper und dem vorderen Ende des er­ sten Elektrodenteils erstreckt, so daß die Dicke der Separatorverlängerung, die über das vordere Ende des zweiten Elektrodenteils gewickelt wird, verdoppelt ist. Dadurch wird erreicht, daß selbst dann, wenn die Separa­ torverlängerung zum Wickeln der Elektrodenteile um den Spulenkörper mit starker Kraft gezogen wird, der eine der beiden Teile der Separatorverlängerung durch den anderen Teil der Separatorverlängerung vor dem zweiten Elektro­ denteil geschützt und infolgedessen nicht beschädigt wird.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand einer besonders bevorzugten Ausführungsform in näheren Einzelheiten anhand der Fig. 1 bis 8 beschrieben, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer spiral­ förmigen Elektrodenanordnung veranschaulichen; es zeigen:

Fig. 1A eine Abwicklungsansicht eines negativen Elektrodenteils, das vollständig mit einem Separator bedeckt ist,;

Fig. 1B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A′ in Fig. 1A;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine Separatorverlängerung zeigt, welche auf einem von zwei halbzylindrischen Teilen angeordnet ist, die zusammen einen Spulen­ körper bilden;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, welche zeigt, wie die Separatorverlängerung in einem Schlitz gehalten ist, der durch Hinzufügen des anderen halbzylindrischen Teils ent­ steht;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B′ in Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht, die veranschaulicht, wie der Separator und die Elektrodenteile bei der Rotation des Spulenkörpers um letz­ teren herumgewickelt werden;

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht, die jedoch ein weiter fortgeschrittenes Stadium des Wickelvorgangs zeigt;

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht, welche jedoch die nach Herausziehen des Spulenkörpers fertige spiralförmige Elek­ trodenanordnung zeigt; und

Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderaufrißansicht einer Zelle, in der die spiralförmige Elektrodenanordnung der Fig. 7 in einem Zellengehäuse eingeschlossen ist.

Wie aus den Fig. 1A und 1B ersichtlich ist, wird ein negatives Elektrodenteil 1, das beispielsweise aus Lithi­ um hergestellt ist, vollständig mit einem Separator 2 be­ deckt, jedoch mit Ausnahme einer Lasche 1 a, die ein Stromabnehmer bzw. -zuführer ist. Das vordere Ende des Separators 2 ist über das vordere Ende des negativen Elektrodenteils hinaus verlängert, so daß sich eine Sepa­ ratorverlängerung 2 a ergibt, die nur aus dem Separator 2 besteht. Vorzugsweise wird der Separator 2, der die Ge­ samtheit des negativen Elektrodenteils 1 bedeckt, dadurch erhalten, daß man zwei Separatorblätter, -folien, -dünn­ platten o.dgl. auf je einer der beiden Oberflächen des negativen Elektrodenteils 1 vorsieht, ihre Längsränder übereinanderlegt und die Separatorblätter o.dgl. an den Längsrändern verschweißt, so daß ein Paar von Schweißnäh­ ten 2 b ausgebildet wird, wodurch das Elektrodenteil 1 in der so aus dem Separator 2 gebildeten Umhüllung vollstän­ dig eingeschlossen ist. Das Verfahren des vollständigen Einschließens des negativen Elektrodenteils 1 durch den Separator 2 ist natürlich in keiner Weise auf das obige Verfahren beschränkt, sondern hierfür kann auch irgendein anderes geeignetes Verfahren verwendet werden. Zum Bei­ spiel kann ein Separator, der eine große Breite hat, zu einer U-Form gefaltet werden, und das offene Ende des U- förmigen Separators wird, nachdem das negative Elektro­ denteil 1 darin eingefügt worden ist, mittels Wärme so verschweißt, daß das Elektrodenteil 1 in dem Separator eingeschlossen ist.

Dann wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Separatorver­ längerung 2 a des Separators 2, in dem das Elektroden­ teil 1 vollständig eingeschlossen ist, auf einer flachen Oberfläche eines halbzylindrischen Teils 3 a angeordnet. Dieses Teil 3 a wirkt mit einem entsprechenden halbzylin­ drischen Teil 3 b so zusammen, daß beide einen drehbaren Spulenkörper 3 bilden, der eine im wesentlichen zylindri­ sche Form hat, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Dann wird, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, das andere Teil 3 b so angeordnet, daß die Separatorverlängerung 2 a in einem Schlitz zwischen den Teilen 3 a und 3 b gehalten wird. In diesem Falle ist die Länge des Teils 2 a ₁ der Separatorver­ längerung 2 a, die über den Spulenkörper 3 hinaus nach vorwärts vorsteht, vorzugsweise größer als die Hälfte der Länge des Umfangs des Spulenkörpers 3, und die Länge des Teils 2 a ₂ der Separatorverlängerung 2 a zwischen dem Spu­ lenkörper 3 und dem vorderen Ende des negativen Elektro­ denteils 1 ist größer als die Länge des Umfangs des Spu­ lenkörpers 3.

Nachdem die Trennerverlängerung 2 a in dem Schlitz des Spulenkörpers 3 in der oben beschriebenen Weise gehaltert worden ist, wird der Spulenkörper 3 rotiert, bis der Teil 2 a ₂ zusammen mit dem Teil 2 a ₁ um den Spulenkörper 3 herumgewickelt worden ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn der Teil 2 a ₁ in einer Länge um den Spulenkörper 3 herumgewickelt worden ist, die größer als die Länge des Umfangs des Spulenkörpers 3 ist, wird das vordere Ende eines positiven Elektrodenteils 4 in eine Position ge­ bracht, die in Fig. 5 gezeigt ist, und das positive Elektrodenteil 4 wird zusammen mit dem negativen Elektro­ denteil 1 um den Spulenkörper 3 herumgewickelt, wie in Fig. 6 gezeigt ist.

Das positive Elektrodenteil 4 wird zum Beispiel dadurch hergestellt, daß man ein Mittel, welches eine positive Elektrode bildet und ein Aktivmaterial, wie beispielswei­ se Mangandioxid, enthält oder ist, um einen Trägerkern 4 a herum formt, beispielsweise formpreßt, formspritzt oder in sonstiger Weise formt.

Vor dem Aufwickeln des positiven Elektrodenteils 4 wird ein Band 5 mit dem vorderen Ende des Elektrodenteils 4 verbunden. Das positive Elektrodenteil 4 und das negative Elektrodenteil 1 werden in einem Zustand um den Spulen­ körper 3 herumgewickelt, in welchem sich das vordere Ende des negativen Elektrodenteils 1 rückwärts relativ zu dem des positiven Elektrodenteils 4 in ihren Positionen rela­ tiv zu dem Spulenkörper 3 befindet (siehe insbesondere die Darstellung der Fig. 6). Vorzugsweise ist das Band 5 aus einem organischen Harz oder Kunstharz, wie beispiels­ weise Teflon (Polytetrafluorethylen), Polypropylen, Poly­ ethylen, Nylon (Polyamid bzw. Polyamide) oder Polyester oder einem anorganischen Material, wie beispielsweise Glasfasern oder Kohlenstoffasern, hergestellt.

Indem das Band 5 so an das vordere Ende des positiven Elektrodenteils 4 gebunden wird, wird das Elektroden­ teil 4 durch das Band 5 so geführt, daß es zusammen mit dem Elektrodenteil 1 genau um den Spulenkörper 3 herumge­ wickelt wird, und das Band 5 verhindert eine Beschädigung des Separators 2 durch die scharfen Ecken des vorderen Endes des positiven Elektrodenteils 4. Weiter wird eine Beschädigung des Teils 2 a ₂ der Separatorverlängerung 2 a durch die scharfen Ecken des vorderen Endes des harten positiven Elektrodenteils 4 zuverlässiger dadurch verhin­ dert, daß der Teil 2 a ₁ der Separatorverlängerung 2 a wäh­ rend des Wickelvorgangs zwischen das vordere Ende des positiven Elektrodenteils 5 und des Teils 2 a ₁ zwischenge­ fügt ist (Fig. 5). Weiter befindet sich das vordere Ende des negativen Elektrodenteils 1 rückwärts relativ zu demjenigen des positiven Elektrodenteils 4 während des Wickelns des positiven Elektrodenteils 4. Daher besteht, selbst dann, wenn der Teil 2 a ₂ der Separatorverlängerung 2 durch die scharfen Ecken des vorderen Endes des positiven Elektrodenteils 4 beschädigt würde, absolut keine Mög­ lichkeit des Auftretens eines internen Kurzschlusses, da das negative Elektrodenteil 1 in dem Bereich des Teils 2 a ₂, der beschädigt werden könnte, nicht vorhanden ist (Fig. 6). Weiter können, da die Separatorblätter, -folien, -dünnplatten o.dgl., welche den Separator 2 bilden, an ihren Längsrändern verschweißt sind, das nega­ tive Elektrodenteil 1 und der Separator 2 durch Anwendung einer starken Wickelkraft in ihrer Längsrichtung mit starkem Zug beaufschlagt werden, so daß die Elektroden­ teile 1, 4 und der Separator 2 fest und straff um den Spu­ lenkörper 3 herumgewickelt werden können.

Nachdem das negative Elektrodenteil 1, der Separator 2 und das positive Elektrodenteil 4 vollständig um den Spulenkörper 3 herumgewickelt worden sind, wird der Spu­ lenkörper 3 herausgezogen, so daß eine spiralförmige Elektrodenanordnung erhalten wird, welche die in Fig. 7 gezeigte Struktur hat.

Dann wird diese spiralförmige Elektrodenanordnung in ein Zellengehäuse 6 eingebaut, so daß man eine zylindrische Zelle vom nichtwäßrigen Elektrolyttyp erhält, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist. Das Zellengehäuse 6 dient außerdem als positiver Anschluß, und ein elektrisch isolierendes Blatt, eine elektrisch isolierende Folie, Dünnplatte o.dgl. 7 wird auf der inneren Bodenoberfläche des Zellen­ gehäuses 6 angeordnet. Eine Abdichtungskappe 8, die außerdem als negativer Anschluß dient, besitzt ein Ab­ dichtungsteil 10, das mit einer Ventil- oder Durchgangs­ öffnung 9 ausgebildet ist, eine schalen- oder becherför­ mige Anschlußplatte 13, die ein Entgasungsloch 11 und eine Einschnittzunge 12 hat, und eine flexible dünne Platte 14. Schließlich ist eine elektrisch isolierende Dichtung 15 zwischen dem Zellengehäuse 6 und der Abdich­ tungskappe 8 angeordnet.

Aus der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnung ist ersichtlich, daß gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elektrodenanordnung ein Teil, der nur aus einem Separator besteht, in einem ersten Verfahrensschritt des Wickelvorgangs gewickelt wird, so daß dadurch das Wickeln eines Teils von einem der Elektrodenteile unter einem Winkel von etwa 90° aus­ geschaltet wird, was häufig zu einem Kurzschluß führt, der einer Knickung dieses Teils des Elektrodenteils zuzu­ schreiben ist. In einem zweiten Verfahrensschritt des Wickelvorgangs wird das zweite Elektrodenteil vor dem Wickeln des ersten Elektrodenteils gewickelt, so daß selbst dann, wenn der Separator durch die scharfen Ecken des vorderen Endes des zweiten Elektrodenteils beschädigt werden sollte, das Nichtvorhandensein des ersten Elektro­ denteils in dem Bereich, welcher den scharfen Ecken des vorderen Endes des zweiten Elektrodenteils gegenüber­ liegt, dazu führt, daß in diesem Bereich kein interner Kurzschluß bewirkt wird. Daher kann ein hartes Elektro­ denteil, das einen Trägerkern aufweist, in zufriedenstel­ lender Weise als das zweite Elektrodenteil verwendet wer­ den, ohne daß es Anlaß zu einem internen Kurzschluß gibt.

Weiter ist in dem hier vorgeschlagenen Verfahren eines der Elektrodenteile oder das negative Elektrodenteil auf wenigstens seinen beiden Oberflächen mit dem Separator bedeckt, und das vordere Ende des Separators erstreckt sich über das vordere Ende des negativen Elektrodenteils hinaus. Nur diese Verlängerung des Separators wird vorher aufgewickelt, so daß keine übermäßige Wickelkraft auf das negative Elektrodenteil ausgeübt wird. Daher kann dieses Elektrodenteil aus einem weichen Metallmaterial herge­ stellt sein, das keine große mechanische Festigkeit hat, wie beispielsweise Lithium, Natrium, Aluminium oder deren Legierungen.

Außerdem ist in dem hier vorgeschlagenen Verfahren der vordere Endteil des negativen Elektrodenteils, ausgenom­ men den Separator, weniger mit einem Material bedeckt, als das bei Zellenelektrodenanordnung nach dem Stande der Technik der Fall ist. Daher kann das gesamte negative Elektrodenteil unter Einschluß seines vorderen Endteils wirksam zur Zellenfunktion beitragen, so daß dadurch die Zellenkapazität erhöht wird.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elek­ trodenanordnung, die aus einem negativen und positiven Elek­ trodenteil (1, 4) und einem zwischen den beiden Elektroden­ teilen (1, 4) liegenden Separator (2) ausgebildet wird, wobei wenigstens ein erstes (1) der beiden Elektrodenteile (1, 4) auf seinen beiden Seiten mit dem Separator (2) be­ deckt wird und wobei der Separator (2) eine sich vom vorde­ ren Ende des ersten Elektrodenteils (1) aus erstreckende Separatorverlängerung (2 a) hat, die über einen Teil ihrer Länge in einen Schlitz eingefügt wird, der in einem Spulen­ körper (3) vorgesehen ist, während der restliche Teil (2 a₁, 2 a₂) der Separatorverlängerung (2 a) um die äußere Oberfläche des Spulenkörpers (3) herumgewickelt und das vordere Ende des zweiten Elektrodenteils (4) in die entstehende Elek­ trodenanordnung eingewickelt wird, wonach das erste und zweite Elektrodenteil (1, 4), die mittels des Separators (2) getrennt sind, um den Spulenkörper (3) herumgewickelt werden und schließlich der Spulenkörper (3) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Spulenkörper (3) gedreht wird, das zweite (4) der beiden Elektrodenteile (1, 4) mittels der Separatorverlängerung (2 a) in die entstehende Elektrodenanordnung erst einge­ wickelt wird, nachdem der sich zwischen dem vorderen Ende des ersten Elektrodenteils (1) und dem Spulenkörper (3) er­ streckende Teil (2 a₂) der Separatorverlängerung (2 a) in einer solchen Länge um den Spulenkörper (3) herumgewickelt worden ist, welche größer als die Länge des Umfangs des Spulenkör­ pers (3) ist, und daß das vordere Ende des zweiten Elektro­ teils (4), mit dem ein schützendes Band (5) verbunden ist, in der Zuführungsrichtung der Elektrodenteile (1, 4) zu dem Spulenkörper (3) vor dem vorderen Ende des ersten Elektrodenteils (1) angeordnet wird.

2. Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elek­ trodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Elektrodenteil (1) aus einem weichen Metallmaterial hergestellt ist, welches aus der aus Lithium, Natrium, Aluminium und geeigneten Kombinationen dieser Elemente bestehenden Gruppe ausge­ wählt ist.

3. Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elek­ trodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Elektrodenteil (4) aus einem aktiven Material hergestellt ist, das auf einem Trägerkern (4 a) geformt bzw. angebracht ist.

4. Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elek­ trodenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Elektrodenteil (1) vollständig mit dem Separator (2) bedeckt ist.

5. Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elek­ trodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Separator (2), welcher die Ge­ samtheit des ersten Elektrodenteils (1) bedeckt, an seinem Längsrand oder an seinen beiden Längsrändern verschweißt ist.

6. Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elek­ trodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schlitz auf­ weisende Spulenkörper (3) aus einem Paar von halbzylin­ drischen Teilen (3 a, 3 b) besteht, die ein wenig im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sie eine im wesentli­ chen zylindrische äußere Umfangsoberfläche ergeben.

7. Verfahren zum Herstellen einer spiralförmigen Elek­ trodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil (2 a ₁) der Separatorverlängerung (2 a) in den Schlitz des Spulen­ körpers (3) so eingefügt wird, daß er von dem Spulenkörper (3) vorsteht, und um den Spulenkörper (3) zusammen mit einem zweiten Teil (2 a ₂) gewickelt wird, der sich zwischen dem Spulenkörper (3) und dem vorderen Ende des ersten Elektrodenteils (1) erstreckt, so daß die Dicke der Sepa­ ratorverlängerung (2 a), die über das vordere Ende des zweiten Elektrodenteils (4) gewickelt wird, verdoppelt ist.