DE3711674A1 - Bleiakkumulator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bleiakkumulator mit positiven und negativen Elektrodenplatten, zwischen denen mikroporöse Blattseparatoren mit einem abstandshaltenden Profil in Form von Rippen od. dgl. angeordnet sind, wobei die Kanten der negativen Elektrodenplatten zum Verhindern von elektrischen Kurzschlüssen mit Isolierstoff umhüllt sind.

Zur elektrischen Trennung der positiven und negativen Platten werden heute hauptsächlich mikroporöse Separatoren aus Gummi oder Kunst­ stoff verwendet. Ein bekanntes Separatorenmaterial besteht z. B. aus hochmolekularem Polyethylen, in das zur Erzielung einer hohen Porosität Kieselsäure eingebracht wird und das z. B. unter der Bezeichnung Daramic von der Fa. W. F. Grace & Co., Lexington, Massachusetts, USA, vertrieben wird. Diese Separatoren sind flexibel, falt- und schweißbar und werden in Rollenform geliefert. Ein anderes bekanntes Separatorenmaterial be­ steht z. B. aus Polyvinylchlorid, das als Pulver, ggf. unter Zuhilfenahme eines Porenbildners, zu einem dünnwandigen, plattenförmigen Ausgangs­ material versintert oder heiß verpreßt wird. Solche Separatoren werden aufgrund ihres steiferen Ausgangsmaterials als sog. Blattseparatoren geliefert, z. B. von der Fa. Evans Products Company, Corvallis, Oregon, USA.

Die bekannten Separatoren werden mit einem Querschnittsprofil gefertigt, das zur Abstands­ haltung von der positiven und ggf. auch von der negativen Elektrodenplatte mit Rippen, Stegen od. dgl. in unterschiedichsten Form­ gebungen versehen ist. Am gebräuchlichsten sind Separatoren mit zur positiven Elektroden­ platte weisenden sog. positiven Rippen wobei die zur negativen Elektrodenplatte weisende Separatorenseite entweder flach, d. h. ohne abstandshaltende Profilierung, oder mit sog. negativen Rippen versehen ist.

Die Separatoren sind jeweils zwischen den positiven und negativen Elektrodenplatten eines in ein Zellengefäß einzubauenden Platten­ satzes angeordnet. Um elektrische Kurzschlüsse zwischen den Elektrodenplatten zu vermeiden, ist bekannt, das Separatorenmaterial, sofern es ausreichend flexibel ist, als Kantenschutz um die Kanten der negativen Elektrodenplatte herumzulegen und an den Rändern zu verkleben oder zu verschweißen. Vgl. z. B. DE-OS 33 15 649. Das ist fertigungstechnisch relativ aufwendig und mit steiferen Blattseparatoren nicht möglich.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, den Kantenschutz gegen elektrische Kurzschlüsse durch seitliches Umspritzen der Kanten der Elektrodenplatten einschließlich der Kanten der Blattseparatoren mit einem Polyethylenschaum zu gewährleisten. Das hat jedoch den Nachteil, daß das Umschäumen der Plattenkanten die Säure­ zirkulation und das Gasungsverhalten des Bleiakkumulators behindert.

Weiterhin ist es bekannt, in Verbindung mit der Verwendung von Blattseparatoren auf die Kanten der negativen Elektrodenplatten Randleisten aus einem isolierenden Kunststoff aufzusetzen, wie dies z. B. au der DE-PS 8 28 730 bekannt ist. Das hat jedoch den Nachteil, daß die Randleisten in ihrem mit den Blattseparatoren überlappenden Bereichen die Gesamtdicke der Einzelplatte und damit des in das Zellengefäß einzubauenden Plattensatzes erhöhen, so daß infolge der geringeren Packungsdichte des Plattensatzes das Raumvolumen des Zellengefäßes schlechter genutzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, für die Elektroden­ platten eines Bleiakkumulators in Verbindung mit Blattseparatoren mit einem abstandshaltenden Profil einen Kantenschutz gegen elektrische Kurz­ schlüsse vorzuschlagen, der fertigungstechnisch einfach herzustellen ist und eine hohe Packungs­ dichte des Plattensatzes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blattseparatoren jeweils Randstreifen aufweisen, in denen die Profilhöhe reduziert ist und daß die Kantenumhüllung der negativen Elektrodenplatten durch eine im Querschnitt U-förmige Randhülle gegeben ist, deren U-Schenkel eine Breite besitzen, die gleich oder kleiner ist als die Breite der Randstreifen, und die eine Dicke besitzen, die gleich oder klein ist als die Profilhöhen-Reduzierung der Randstreifen der Blattseparatoren.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die U-förmige Randhülle im gesamten Bereich ihrer U-Schenkel und ihres Rückens aus einem mikroporösen Separatorenmaterial gefertigt ist. Vorzugsweise kann dies das gleiche Material wie das der verwendeten Blattseparatoren sein, so daß die U-Schenkel der Randhülle auch problemlos mit den Randstreifen der Blattsepara­ toren verklebt oder verschweißt werden können.

Die erfindungsgemäße Lehre kombiniert in hervor­ ragender Weise die einfache Fertigung eines Plattensatzes mit Blattseparatoren mit dem erfor­ derlichen elektrischen Kantenschutz der negativen Elektrodenplatte, ohne daß es zu einer uner­ wünschten Vergrößerung der Gesamtdicke der Einzelplatte bzw. des Plattensatzes kommen kann. Dabei geht die erfindungsgemäße Kombination von Blattseparatoren mit einem abstandshaltenden Profil, z. B. einem Rippenprofil, aus, und es wird vorgeschlagen, im Bereich eines Randstreifens der Blattseparatoren, der deckungsgleich auf dem Rand der Elektrodenplatten liegt, die Profil­ höhe des Separators zu reduzieren, was z. B. durch vollständige Rippenfreiheit auf der der positiven und/oder der negativen Elektrodenplatte zugewandten Seite des Separators gegeben sein kann. Solche Rippenfreiheit in einem Randstreifen des Separatorenmaterials ist an sich bekannt, jedoch nur zur Erzielung einer besseren Ver­ schweißbarkeit der Ränder von Separatorentaschen aus einem flexiblen Separatorenmaterial, dessen Ränder zur Bildung der Taschen-Schweißnaht seitlich neben dem Rand der Elektrodenplatten angeordnet sind. Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch wesentlich, daß die in der Profil­ höhe reduzierten Randstreifen des Blattmaterials deckungsgleich auf dem Rand der Elektrodenplatten liegen, so daß seitlich neben der Elektrodenplatte in dem Zellengefäß kein zusätzlicher Raum bean­ sprucht wird. Die Nutzbarkeit des Raumvolumens des Zellengefäßes ist dadurch weiter verbessert.

Der in seiner Profilhöhe reduzierten Randstreifen des Blattseparators wird erfindungsgemäß kombiniert mit einer im Querschnitt U-förmigen Randhülle, deren U-Schenkel planparallel unter oder über den genannten Randstreifen des Blattseparators liegen und in den Abmessungen so gewählt sind, daß sich bei der Einzelplatte bzw. dem Plattensatz keine Gesamtdicke aufbauen kann, die größer ist als die durch das abstandshaltende Profil des Blattseparators vorgegebene und gewünschte Gesamt­ dicke bzw. Abstandsmaß der Elektrodenplatten voneinander.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 im Querschnitt ein erstes Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 2 im Querschnitt ein zweites Ausführungs­ beispiel der Erfindung.

Dargestellt ist in den Zeichnungen jeweils nur der Randbereich einer negativen Elektrodenplatte 3 (Fig. 1) bzw. 4 (Fig. 2), wie sie jeweils in Verbindung mit weiteren positiven und negativen Elektrodenplatten unter Zwischenlegen von Blattseparatoren 5 und 6 zu einem Plattensatz gestapelt und in ein Zellengefäß eines Bleiakku­ mulators eingebaut wird.

Fig. 1 zeigt als Blattseparator 5 ein dünnes Grundblatt 7 mit integrierten positiven Rippen 8. Dieser Blattseparator hat eine flache negative Seite.

In Fig. 2 ist ein Blattseparator dargestellt, der aus einem Grundblatt 9 mit positiven Rippen 10 und negativen Rippen 11 besteht.

In beiden Fällen ist die Profilhöhe des Blatt­ separators dadurch reduziert, daß in dem Rand­ streifen 12 (Fig. 1) und in dem Randstreifen 13 (Fig. 2) des Blattseparators die positiven Rippen (Fig. 1) bzw. die negativen Rippen (Fig. 2) voll­ ständig weggelassen worden sind.

Diese Randstreifen 12 bzw. 13 der Blattsepara­ toren werden übergriffen (Fig. 1) bzw. unter­ griffen (Fig. 2) von den U-Schenkeln der U-förmigen Randhüllen 14 bzw. 15, die jeweils auf die Ränder der negativen Elektrodenplatten aufgesetzt sind.

Erkennbar ist, daß trotz der einander überlappenden Bereiche der U-Schenkel der Randhüllen 14 bzw. 15 und der Randstreifen 12 bzw. 13 der Blattsepara­ toren die maßliche Addition der Dicke der U-Schenkel und der Randstreifen der Blattseparatoren nicht zu einer Erhöhung der Gesamtdicke der Einzelplatten bzw. des gewünschten Abstandsmaßes der Elektroden­ platten voneinander führen kann.

Claims (4)

1. Bleiakkumulator,

• - mit positiven und negativen Elektrodenplatten, zwischen denen mikroporöse Blattseparatoren mit einem abstandshaltenden Profil in Form von Rippen o. dgl. angeordnet sind,
• - wobei die Kanten der negativen Elektroden­ platten zum Verhindern von elektrischen Kurz­ schlüssen mit Isolierstoff umhüllt sind,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Blattseparatoren (5, 6) jeweils Randstreifen (12, 13) aufweisen, in denen die Profilhöhe reduziert ist,
• - und daß die Kantenumhüllung der negativen Elektrodenplatten (3, 4) durch eine im Querschnitt U-förmige Randhülle (14, 15) gegeben ist, deren U-Schenkel eine Breite besitzen, die gleich oder kleiner ist als die Breite der Randstreifen (12, 13) und die eine Dicke besitzen, die gleich oder kleiner ist als die Profilhöhen-Reduzierung der Randstreifen der Blattseparatoren.

2. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Randhülle (14, 15) im gesamten Bereich ihrer U-Schenkel und ihres Rückens aus einem mikroporösen Separatorenmaterial gefertigt ist.

3. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Schenkel der Randhülle (14, 15) mit dem Randstreifen (12, 13) der Blattseparatoren (5, 6) verklebt oder verschweißt sind.