DE3718205C2

DE3718205C2 - Improved ventilation lining and cover construction for galvanic cells as well as manufacturing processes

Info

Publication number: DE3718205C2
Application number: DE3718205A
Authority: DE
Inventors: Alan D Ayers; John A Wesner
Original assignee: Eveready Battery Co Inc
Current assignee: Edgewell Personal Care Brands LLC
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2007-05-30
Also published as: DE3718205A1; FR2601819B1; GB2193836A; JP2582374B2; GB2201541B; JPS6332852A; FR2601819A1; GB2193836B; GB8804260D0; KR890001216A; GB2201541A; KR950011246B1; GB8716860D0; ES2005881A6

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen sicheren, nicht lösbaren Entlüftungsverschluß für galvanische Zellen, beispielsweise nichtwäßrige Flüssig-Oxyhalo genidzellen, genauer gesagt, ein verbessertes Entlüf tungsfutter und eine Abdeckkonstruktion für derartige Zellen.The present invention relates to a secure, non-removable vent lock for galvanic Cells, for example non-aqueous liquid oxyhalo genid cells, more precisely, an improved ventilation tion lining and a cover structure for such Cells.

Für tragbare elektrisch betriebene Vorrichtungen, bei spielsweise Bandgeräte, Abspiel/Wiedergabegeräte, Radiogeräte, Funkgeräte, sind zuverlässige Zellen oder Batterien mit langer nutzbarer Lebensdauer entwickelt worden. Elektrochemische Zellensysteme für derartige Vorrichtungen besitzen eine hohe nutzbare Lebensdauer, da bei ihnen sehr reaktionsfähige Anodenmaterialien, wie beispielsweise Lithium, Natrium u. a., in Verbin dung mit nichtwäßrigen Flüssigkathodenmaterialien mit hoher Energiedichte und geeigneten Salzen, die oft als Kathodenelektrolyten bezeichnet werden, Verwendung finden. For portable electrically operated devices, at for example tape devices, playback / playback devices, Radio equipment, radio equipment, are reliable cells or Developed batteries with a long useful life been. Electrochemical cell systems for such Devices have a long useful life, because they have very reactive anode materials, such as lithium, sodium and the like. a., in conjunction with non-aqueous liquid cathode materials high energy density and suitable salts that often are referred to as cathode electrolytes, use Find.

Galvanische Zellen sind üblicherweise abgedichtet, um einen Verlust an Elektrolytmaterial durch Lecks zu ver hindern. Dies ist insbesondere bei Zellen mit einer nichtwäßrigen flüssigen Kathode von Bedeutung, bei denen üblicherweise sehr reaktionsfähige Oxyhalogenid- oder Halogenid-Kathodenelektrolyten Verwendung finden. Durch das Entweichen von derartigen Flüssigkeiten oder ihren Reaktionsprodukten kann die Vorrichtung, bei der die Zelle Verwendung findet, oder die Oberfläche einer Kam mer oder einer Umhüllung, in der die Zelle aufbewahrt wird, beschädigt werden.Galvanic cells are usually sealed to loss of electrolyte material due to leaks prevent. This is especially true for cells with one non-aqueous liquid cathode of importance in which usually very reactive oxyhalide or Halide cathode electrolytes are used. By the escape of such liquids or theirs Reaction products can be the device in which the Cell is used, or the surface of a cam mer or an envelope in which the cell is kept will be damaged.

Andererseits können bestimmte Betriebsbedingungen be wirken, daß der Innendruck von solchen Flüssigkathoden zellen beträchtlich ansteigt. Dieser Druck kann durch äußere Quellen, beispielsweise Feuer, oder durch innere Quellen, beispielsweise während des Aufladens erzeugte Wärme, verursacht werden. In bestimmten Situationen kann die Anode schmelzen und direkt in einer heftigen, ener giefreisetzenden Reaktion mit der Flüssigkathode rea gieren. Bei anderen galvanischen Zellen, beispielsweise Alkali-Zink-Zellen, Kohlenstoff-Zink-Zellen etc., kön nen diese Zellen große Mengen an Gas unter bestimmten Nutzungsbedingungen erzeugen. Wenn daher eine dieser Zellen permanent abgedichtet ist, kann durch Aufbau ei nes Innendrucks in der Zelle der Zellenbehälter lecken, sich ausbauchen oder sogar brechen, wodurch Fehlfunk tionen und Beschädigungen auftreten.On the other hand, certain operating conditions can be act that the internal pressure of such liquid cathodes cells increases considerably. This pressure can pass through external sources, for example fire, or internal ones Sources, for example generated during charging Heat. In certain situations melt the anode and directly in a violent, ener pour-releasing reaction with the liquid cathode rea yaw. With other galvanic cells, for example Alkali-zinc cells, carbon-zinc cells etc., can these cells have large amounts of gas under certain Generate terms of use. So if any of these Cells are permanently sealed, by building egg lick the internal pressure in the cell of the cell container, bulge or even break, causing radio interference tion and damage occur.

Es ist daher erforderlich, eine Entlüftung für galva nische Zellen vorzusehen, die in der Lage ist, während normaler Betriebsbedingungen, die bei der Zelle vor herrschen, in einem abgedichteten Zustand zu verblei ben, die sich jedoch öffnet, wenn der Druck innerhalb der Zelle beträchtlich ansteigt. Im Falle von Flüssig kathodenzellen, bei denen beispielsweise eine Lithium anode Verwendung findet, muß sich die Entlüftung öffnen, bevor das Lithium schmilzt und direkt mit der flüssigen Kathode reagiert. Durch das Entlüften wird der größte Teil des flüssigen Kathodenmaterials entfernt und steht somit nicht für eine Reaktion mit der Anode zur Verfü gung.It is therefore necessary to vent for galva niche cells that is able to provide during normal operating conditions that prevail at the cell prevail to remain in a sealed state ben, which opens, however, when the pressure inside the cell rises considerably. In the case of liquid cathode cells in which, for example, a lithium anode is used, the ventilation must open, before the lithium melts and directly with the liquid Cathode reacts. The largest becomes by venting Part of the liquid cathode material is removed and stands therefore not available for reaction with the anode supply.

Eine Bauart einer Entlüftungseinheit, die in der Vergan genheit für Lithium-Oxyhalogenidzellen verwendet wurde, ist aus der US-PS 4 592 970 bekannt. Sie umfaßt ein Entlüftungsfutter aus einem Material wie Polytetrafluoräthylen, das in eine Öffnung in einer Zel lenabdeckung eingesetzt worden ist. Ein Dichtungsele ment, wie beispielsweise eine Glaskugel, ist in die Öff nung des Futters eingepreßt worden, um die Zelle abzu dichten. Bei Aufbau eines vorgegebenen Druckes inner halb der Zelle wird das Dichtungselement zumindest teil weise aus der Futteröffnung gestoßen, so daß auf diese Weise eine permanente Entlüftung zur Atmosphäre gebil det wird. Bei der Herstellung einer derartigen Entlüf tungseinheit wird die Öffnung üblicherweise dadurch her gestellt, daß ein Loch in die Zellenabdeckung gestanzt wird. Danach wird das Futter in die Öffnung der Zellen abdeckung eingesetzt. Das Futter ist vorzugsweise an seinem oberen Rand mit einem Flansch versehen, so daß es beim Einsetzen in die Öffnung der Zellenabdeckung genau positioniert wird. Nach dem Einsetzen stößt der Flansch gegen die obere Fläche der Abdeckung, und ein Abschnitt des Futters kann sich über die Bodenfläche der Abdeckung hinaus bis in das Zelleninnere erstrecken. Da bei dem Stanzvorgang ein rauher Rand an der Schnitt stelle der Wände der Öffnung und des oberen Endes der Abdeckung verbleibt, der sich in schädlicher Weise in das Futter einschneiden kann, wird das Futter nicht in die Öffnung der Zellenabdeckung gedrückt oder dort mit tels Preßpassung befestigt, um eine enge Passung zu er halten.A type of ventilation unit used in the Vergan has been used for lithium oxyhalide cells, is known from US-PS 4,592,970. she comprises a ventilation lining made of a material such as Polytetrafluoroethylene, which is in an opening in a cell has been used. A sealing element ment, such as a glass ball, is in the opening feed was pressed in to remove the cell poetry. When building up a predetermined pressure inside half of the cell, the sealing element is at least partially pushed out of the feed opening, so that on this Form a permanent ventilation to the atmosphere det. In the manufacture of such a vent unit is usually the opening made a hole punched in the cell cover becomes. After that, the feed goes into the opening of the cells cover inserted. The feed is preferably on flangeed its upper edge so that it when inserted into the opening of the cell cover is positioned exactly. After inserting the Flange against the top surface of the cover, and a Section of the feed can extend over the floor area extend the cover into the interior of the cell. Because there is a rough edge on the cut during the punching process place the walls of the opening and the top of the Cover remains, which is harmful in can cut the feed, the feed will not cut in pressed the opening of the cell cover or there with attached by press fit to a tight fit hold.

Das Ausstanzen eines Loches in der Zellenabdeckung zur Bildung einer Öffnung, in die das Entlüftungsfutter ein gesetzt wird, führt dazu, daß sich die Öffnung nach außen in Richtung auf den Boden der Zellenabdeckung ver jüngt. Somit ist ein Spalt zwischen der Zellenabdeckung und dem Entlüftungsfutter vorhanden. Dieser Spalt füllt sich mit dem Kathodenelektrolyten, wenn die Zelle ge füllt wird. Folglich wird ein unerwünschtes elektroche misches Zellensystem zwischen dem Lithium in der Zelle und Sauerstoff oder Wasserdampf oder beiden Bestandtei len, die in der Atmosphäre direkt außerhalb der Zellen abdeckung vorhanden sind, erzeugt. Lithium wird gemäß der folgenden Formel oxidiert:Punching out a hole in the cell cover Formation of an opening into which the ventilation lining enters is set, leads to the opening to the outside ver towards the bottom of the cell cover rejuvenates. Thus there is a gap between the cell cover and the ventilation feed. This gap fills with the cathode electrolyte when the cell ge is filled. Consequently, an undesirable electroche mixed cell system between the lithium in the cell and oxygen or water vapor or both len in the atmosphere just outside the cells cover are generated. Lithium is according to oxidized using the following formula:

Li → Li⁺ + e⁻.Li → Li⁺ + e⁻.

Die Lithiumionen diffundieren aus der Zelle durch den Elektrolyten, der im Spalt und an der Grenzfläche Fut ter/Abdeckung vorhanden ist, so daß atmosphärisches Wasser und Sauerstoff nach den folgenden Formeln redu ziert werden:The lithium ions diffuse out of the cell through the Electrolyte in the gap and at the interface Fut ter / cover is present, so that atmospheric Reduce water and oxygen according to the following formulas be decorated:

1/20₂ + H₂O + 2Li⁺ + 2e⁻ → 2LiOH
2LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O1 / 20₂ + H₂O + 2Li⁺ + 2e⁻ → 2LiOH
2LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O

Eines oder mehrere dieser Produkte, die auf der Außen seite der Zellenabdeckung gebildet werden, können ex trem korrosiv sein und in Verbindung mit dem Potential des unerwünschten elektrochemischen Zellensystems ein beschleunigtes Lecken der Zelle mit der Zeit sowie ein Kurzschließen der Zelle verursachen. One or more of these products on the outside side of the cell cover can be ex be extremely corrosive and in connection with the potential of the undesirable electrochemical cell system accelerated cell leakage over time as well as a Short circuit the cell.

Erfindungsgemäß findet eine neuartige Zellenkonstruk tion Verwendung, die einen Zellenbehälter umfaßt, der einen Entlüftungsfutterkammerabschnitt besitzt, welcher einen Dichtungsschacht mit einem in Richtung auf das Innere der Zelle angeordneten Boden, eine Öffnung im Dichtungsschacht und einen Lagersims am Boden des Dich tungsschachtes umfaßt. Ein Entlüftungsfutter mit einer Entlüftungsfutteröffnung ist innerhalb des Dichtungs schachtes angeordnet, so daß ein Ende des Entlüftungs futters gegen den Lagersims stößt, um auf diese Weise einen Weg vom Inneren der Zelle zur Atmosphäre über die Dichtungsschachtöffnung und die Entlüftungsfutteröff nung vorzusehen. Ein Dichtungselement ist mittels Preß passung im Entlüftungsfutter vorgesehen, und das Ent lüftungsfutter sowie das Dichtungselement sind so ange ordnet, daß das Dichtungselement bei einem vorgegebenen Gasdruck innerhalb der Zelle zumindest teilweise aus der Entlüftungsöffnung ausgestoßen wird.According to the invention, a new type of cell structure is found tion Use comprising a cell container that has a vent feed chamber section which a sealing shaft with one towards the Inside the cell arranged floor, an opening in the Sealing shaft and a storage ledge at the bottom of the you manhole includes. A vent chuck with a Vent chuck opening is inside the seal shaft arranged so that one end of the vent bumps against the ledge in this way a path from inside the cell to the atmosphere via the Sealing shaft opening and the vent lining opening provision. A sealing element is by means of a press fit provided in the ventilation chuck, and the Ent Ventilation lining and the sealing element are so attached orders that the sealing element at a given Gas pressure within the cell at least partially the vent is ejected.

Während der Herstellung bildet der Lagersims einen An schlag, mit dessen Hilfe das Entlüftungsfutter nicht weiter eingesetzt werden kann. Dadurch kann ein Flansch am oberen Ende des Entlüftungsfutters in Fortfall kom men. Wenn der Dichtungsschacht darüberhinaus eine re lativ glatte Wand aufweist, wie sie beispielsweise durch Formen des Dichtungsschachtes aus einer glatten Material bahn über Metallformverfahren hergestellt wird, führt die Erzeugung eines engen Kontaktes zwischen dem Ent lüftungsfutter und dem Dichtungsschacht zur Ausschal tung von irgendwelchen Spalten zwischen der Zellenab deckung und dem Dichtungsfutter, wodurch in wirksamer Weise eine Diffusion von Lithiumionen zur Außenseite der Zelle verhindert wird. An der Grenzfläche des Dich tungsschachtes und des Entlüftungsfutters kann ein Dich tungsfutter vorgesehen sein, um irgendwelche Oberflä chenunregelmäßigkeiten an diesen Stellen auszufüllen. The bearing ledge forms an on during manufacture beat, with the help of the venting feed can continue to be used. This allows a flange at the upper end of the ventilation chuck men. If the sealing shaft is also a right has relatively smooth wall, such as by Forming the sealing shaft from a smooth material is produced using metal molding processes creating close contact between the Ent ventilation lining and the sealing shaft to the formwork separation of any gaps between the cells cover and the seal lining, which makes it more effective Diffusion of lithium ions to the outside the cell is prevented. At the interface of you the manhole and the ventilation feed can be a you tion feed be provided to any surface irregularities to fill in at these points.

In Verbindung mit der Erfindung können bestimmte andere neuartige Merkmale und Herstellmethoden in vorteilhafter Weise Anwendung finden, wie sie nachfolgend im einzelnen beschrieben werden.Certain others may be used in connection with the invention novel features and manufacturing methods in advantageous Wise apply as detailed below to be discribed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs beispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is based on execution examples in connection with the drawing in detail explained. Show it:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungs gemäß ausgebildete elektrochemische Zelle; Fig. 1 is a vertical section through a fiction, designed according to the electrochemical cell;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 2 is a horizontal section along line 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch die Zellenabdeckung und den Zellenbehälter der in Fig. 1 dargestellten elektrochemi schen Zelle, wobei im Detail die Zellenab deckung und das Entlüftungsfutter der Zelle dargestellt sind; Fig. 3 is an enlarged vertical section through the cell cover and the cell container of the electrochemical cell shown in Figure 1, the cell cover and the ventilation lining of the cell are shown in detail.

die Fig. 4A, 4B und 4D eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine perspektivische Ansicht eines Anodenfeder kollektors, der bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Zelle Verwendung findet, wobeicollector FIGS. 4A, 4B and 4D is a plan view, a side view and a perspective view of an anode spring, which finds use in an inventive cell, wherein

Fig. 4C eine perspektivische Ansicht des zur Her stellung des Federkollektors der Fig. 4A, 4B und 4D verwendeten Ausgangsmaterials ist; und Fig. 4C is a perspective view of the starting material used for the manufacture of the spring collector of Figs. 4A, 4B and 4D; and

die Fig. 5A-5F Seitenansichten der Zellenabdeckung während der einzelnen Herstellschritte. FIGS. 5A-5F are side views of the cell cover while the individual manufacturing steps.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine zylindrische Zel le. Bei der dargestellten Zelle handelt es sich um eine nichtwäßrige elektrochemische Zelle mit einer Anode, einem Kathodenkollektor und einem Flüssigkathodenelek trolyt. Fig. 1 shows a section through a cylindrical cell le. The cell shown is a non-aqueous electrochemical cell with an anode, a cathode collector and a liquid cathode electrolyte.

Der Kathodenelektrolyt umfaßt eine Lösung aus einem ionisch leitenden Stoff, welcher in einem aktiven Ka thodendepolarisator gelöst ist. Bei dem Kathodendepola risator kann es sich um ein flüssiges Oxyhalogenid eines Elementes der Gruppe V oder der Gruppe VI des Perioden systems handeln, wie beispielsweise Sulfurylchlorid, Thionylchlorid, Phosphoroxychlorid, Thionylbromid, Chromylchlorid, Vanadyltribromid und Selenoxychlorid. Auch verwendbar als Kathodendepolarisator sind Haloge nide eines Elementes der Gruppe IV bis zur Gruppe VI des Periodensystems, wie beispielsweise Schwefelmono chlorid, Schwefelmonobromid, Selentretrafluorid, Selen monobromid, Thiophosphorylchlorid, Thiophosphorylbro mid, Vanadiumpentafluorid, Bleitetrachlorid, Titantetra chlorid, Zinnbromidtrichlorid, Zinndibromiddichlorid und Zinntribromidchlorid.The cathode electrolyte comprises a solution of one ionically conductive substance, which in an active Ka method depolarizer is solved. With the cathode depola it can be a liquid oxyhalide Element of group V or group VI of the periods systems, such as sulfuryl chloride, Thionyl chloride, phosphorus oxychloride, thionyl bromide, Chromyl chloride, vanadyl tribromide and selenium oxychloride. Halogens can also be used as cathode depolarizers nide of an element from group IV to group VI of the periodic table, such as sulfur mono chloride, sulfur monobromide, selenium tetrafluoride, selenium monobromide, thiophosphoryl chloride, thiophosphorylbro mid, vanadium pentafluoride, lead tetrachloride, titanium tetra chloride, tin bromide trichloride, tin dibromide dichloride and tin tribromide chloride.

Bei dem zu lösenden Stoff für den Kathodenelektrolyt kann es sich um ein einfaches Salz oder ein Doppelsalz handeln, das eine ionisch leitende Lösung erzeugt. Be vorzugte Stoffe für nichtwäßrige Systeme sind Komplexe von anorganischen oder organischen Lewis-Säuren und an organisch ionisierbare Salze. Typische Lewis-Säuren, die in Verbindung mit flüssigen Oxyhalogenid-Kathoden depolarisatoren verwendbar sind, umfassen Aluminium fluorid, Aluminiumbromid, Aluminiumchlorid, Antimonpen tachlorid, Zirkontetrachlorid, Phosphorpentachlorid, Borfluorid, Borchlorid und Borbromid. Ionisierbare Sal ze, die in Verbindung mit den Lewis-Säuren einsetzbar sind, umfassen Lithiumfluorid, Lithiumchlorid, Lithium bromid, Lithiumsulfid, Natriumfluorid, Natriumchlorid, Natriumbromid, Kaliumfluorid, Kaliumchlorid und Kalium bromid.For the substance to be dissolved for the cathode electrolyte can be a simple salt or a double salt act that creates an ionic conductive solution. Be preferred substances for non-aqueous systems are complexes of inorganic or organic Lewis acids and on organically ionizable salts. Typical Lewis acids, which in conjunction with liquid oxyhalide cathodes Depolarizers that can be used include aluminum fluoride, aluminum bromide, aluminum chloride, antimony pen tachloride, zirconium tetrachloride, phosphorus pentachloride, Boron fluoride, boron chloride and boron bromide. Ionizable Sal ze, which can be used in conjunction with the Lewis acids include lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium sulfide, sodium fluoride, sodium chloride, Sodium bromide, potassium fluoride, potassium chloride and potassium bromide.

Falls gewünscht, kann insbesondere für die Halogenide dem Kathodenelektrolyt ein weiteres Lösungsmittel zu gesetzt werden, um die dielektrische Konstante, die Viskosität oder die Lösungsmitteleigenschaften der Lö sung zum Erhalt einer besseren Leitfähigkeit zu ändern. Beispiele von geeigneten weiteren Lösungsmitteln sind Nitrobenzol, Tetrahydrofuran, 1,3-Dioxolan, 3-Methyl-2-Oxazolidon, Propylencarbonat, Gamma-Butyrolakton, Sul folan, Ethylenglykolsulfit, Dimethylsulfit, Benzoyl chlorid, Dimethoxyethan, Dimethylisoxazol, Diethylcar bonat, Schwefeldioxid u. ä.If desired, especially for the halides another solvent to the cathode electrolyte be set to the dielectric constant that Viscosity or the solvent properties of the Lö solution to maintain better conductivity. Examples of suitable other solvents are Nitrobenzene, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 3-methyl-2-oxazolidone, Propylene carbonate, gamma-butyrolactone, sul folan, ethylene glycol sulfite, dimethyl sulfite, benzoyl chloride, dimethoxyethane, dimethylisoxazole, diethylcar bonat, sulfur dioxide and. Ä.

Das Zellengehäuse der Fig. 1 umfaßt einen zylindri schen Zellenbehälter 2 mit einem offenen Ende, das durch eine Zellenabdeckung 40 verschlossen ist. Eine Kathodenkollektorhülle 4 steht in Kontakt mit dem auf rechtstehenden Innenumfang des Zellenbehälters 2, so daß der Behälter 2 als Kathode oder positiver Pol für die Zelle dient. Frei innerhalb des Innenumfangs des Kathodenkollektors 4 und in Kontakt damit befindet sich ein Trennfutter 6 mit einem Bodenseparator oder einer Scheibe 10. Falls gewünscht, kann das Kathodenkollektor material im Behälter 2 extrudiert, mit dem Behälterma terial gewalzt oder aus einem oder mehreren Segmenten zusammengesetzt werden, um ein zylindrisches Rohr zu bilden, das danach in den Behälter eingebracht wird.The cell casing of Fig. 1 comprises a cylindricity rule cell container 2 having an open end which is closed by a cell cover 40. A cathode collector sleeve 4 is in contact with the inner circumference of the cell container 2 , which is on the right, so that the container 2 serves as a cathode or positive pole for the cell. A separating chuck 6 with a bottom separator or a disk 10 is located freely within the inner circumference of the cathode collector 4 and in contact therewith. If desired, the cathode collector material can be extruded in the container 2 , rolled with the container material or assembled from one or more segments to form a cylindrical tube which is then inserted into the container.

Eine in den Fig. 1 und 2 gezeigte zweiteilige Anode 12 umfaßt ein erstes halbzylindrisches ringförmiges Ele ment 14 mit ebenen Endflächen 16 und 18 und ein zweites halbzylindrisches ringförmiges Element 20 mit ebenen Endflächen 22 und 24. Wenn die ebenen Endflächen eines jeden halbzylindrischen Elementes gegenüberliegend an geordnet sind, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, wird zwischen den halbzylindrischen Elementen 14 und 20 ein axialer Hohlraum 26 gebildet.A two-part anode 12 shown in Figs. 1 and 2 comprises a first semi-cylindrical annular Ele ment 14 having flat end faces 16 and 18 and a second semi-cylindrical annular member 20 having flat end faces 22 and 24. If the flat end faces of each semi-cylindrical element are arranged opposite one another, as shown in FIGS. 1 and 2, an axial cavity 26 is formed between the semi-cylindrical elements 14 and 20 .

Die Kathodenkollektorhülle 4 muß elektronisch leitend sein, um einen äußeren elektrischen Kontakt mit dem ak tiven Kathodenmaterial zu ermöglichen, und darüberhin aus erweiterte Reaktionsbereiche für die kathodischen elektrochemischen Prozesse der Zelle zur Verfügung stel len. Geeignete Materialien für die Kathodenkollektor hülle 4 sind kohlenstoffhaltige Materialien und Metalle, wie beispielsweise Nickel, wobei Acetylenruß bevorzugt wird. Ferner sollte die Kathodenkollektorhülle 4, falls sie aus partikelförmigem Material hergestellt ist, in der Lage sein, direkt im Behälter 2 oder in verschieden große einzelne Körper geformt zu werden, die ohne Risse bildung oder Brechen gehandhabt werden können. Wenn die Kathodenkollektorhülle 4 aus einem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt wird, kann ein geeignetes Bindemit tel mit oder ohne Stabilisatoren den Kathodenkollektor materialien zugesetzt werden. Geeignete Bindemittel für diesen Zweck sind Vinlypolymere, Polyethylen, Polypro pylen, Polyacrylharze, Polystyrol u. ä. Beispielsweise stellt Polytetrafluorethylen das bevorzugte Bindemittel für eine Kathodenkollektorhülle 4 dar, wenn die in Fig. 1 gezeigte Zelle mit einer flüssigen Oxyhalogenid-Kathode verwendet wird. Falls erforderlich, sollte das Bindemit tel in einer Menge zwischen etwa 5 und etwa 30 Gew% der geformten Kathodenkollektorhülle 4 zugesetzt werden, da eine geringere Menge als 5% dem Formkörper keine ausreichende Festigkeit verleiht, während eine größere Menge als 30% die Oberfläche des Kohlenstoffs feuchtig keitsundurchlässig macht und/oder die zur Verfügung stehende Oberfläche des Kohlenstoffs reduziert, wodurch die für den kathodischen elektrochemischen Prozeß der Zelle zur Verfügung stehenden Aktivierungsbereiche re duziert werden. Das Bindemittel sollte vorzugsweise zwischen 10 und 25 Gew% der Kathodenkollektorhülle 4 liegen. Es ist von Bedeutung, daß die für die Kathoden kollektorhülle 4 ausgewählten Materialien in der Zelle, in der sie verwendet werden sollen, chemisch beständig sind.The cathode collector shell 4 must be electronically conductive in order to allow external electrical contact with the active cathode material, and moreover provide extended reaction areas for the cathodic electrochemical processes of the cell. Suitable materials for the cathode collector shell 4 are carbon-containing materials and metals, such as nickel, with acetylene black being preferred. Furthermore, the cathode collector shell 4 , if it is made of particulate material, should be able to be molded directly in the container 2 or into different sized individual bodies that can be handled without cracking or breaking. If the cathode collector shell 4 is made of a carbonaceous material, a suitable binder with or without stabilizers can be added to the cathode collector materials. Suitable binders for this purpose are vinyl polymers, polyethylene, polypropylene, polyacrylics, polystyrene and the like. For example, polytetrafluoroethylene is the preferred binder for a cathode collector shell 4 when the cell shown in FIG. 1 is used with a liquid oxyhalide cathode. If necessary, the binder should be added in an amount between about 5 and about 30% by weight of the shaped cathode collector shell 4 , since a smaller amount than 5% does not give the shaped body sufficient strength, while a larger amount than 30% the surface of the carbon makes impermeable to moisture and / or reduces the available surface of the carbon, as a result of which the activation regions available for the cathodic electrochemical process of the cell are reduced. The binder should preferably be between 10 and 25% by weight of the cathode collector shell 4 . It is important that the materials selected for the cathode collector shell 4 are chemically stable in the cell in which they are to be used.

Die Anode 12 besteht aus einem verbrauchbaren Metall, wobei es sich dabei um ein Alkalimetall, ein Erdalkali metall oder eine Legierung von Alkalimetallen oder Erd alkalimetallen miteinander und anderen Metallen handeln kann (der hier verwendete Begriff "Legierung" soll Ge mische, feste Lösungen, beispielsweise Lithium-Magnesium, und intermetallische Verbindungen, beispielsweise Li thiummonoaluminid, umfassen). Bevorzugte Materialien für die Anode 12 sind die Alkalimetalle, insbesondere Lithium, Natrium und Kalium. Für die in Fig. 1 darge stellte Zelle wird die Anode 12 in besonders bevorzug ter Weise aus Lithium hergestellt, wobei eine Flüssig kathode aus Sulfurychlorid, Thionylchlorid oder deren Mischungen Verwendung findet.The anode 12 consists of a consumable metal, which can be an alkali metal, an alkaline earth metal or an alloy of alkali metals or alkaline earth metals with one another and other metals (the term "alloy" used here is intended to mix mixtures, solid solutions, for example Lithium-magnesium, and intermetallic compounds, for example Li thiummonoaluminid include). Preferred materials for the anode 12 are the alkali metals, especially lithium, sodium and potassium. For the cell shown in FIG. 1, the anode 12 is produced in a particularly preferred manner from lithium, a liquid cathode made from sulfury chloride, thionyl chloride or mixtures thereof being used.

Falls gewünscht, können bogenförmige Stützlagen 15 und 17 an den Innenwandflächen der Anodenkörper 14 und 20 angeordnet sein, um eine gleichmäßige Stromverteilung über die Anode zu erreichen. Dies führt zu einem im we sentlichen gleichmäßigen Verbrauch bzw. einer entspre chenden Nutzung der Anode, wobei gleichzeitig ein im wesentlichen gleichförmiger Federdruck über die Innen wandfläche der Anode 12 sichergestellt wird.If desired, arcuate support layers 15 and 17 can be arranged on the inner wall surfaces of the anode bodies 14 and 20 in order to achieve a uniform current distribution over the anode. This leads to a substantially uniform consumption or a corresponding use of the anode, at the same time ensuring a substantially uniform spring pressure over the inner wall surface of the anode 12 .

Wie man den Fig. 1 und 3 entnehmen kann, umfaßt die zylindrische Abdeckung 40 eine kreisförmige Abdeckungs öffnung 60, einen Entlüftungsfutterkammerabschnitt 70, einen ringförmigen Kappenabschnitt 80 und einen Umfangs flansch 90 der Abdeckung. Der Entlüftungsfutterkammer abschnitt 70 besitzt einen sich in Umfangsrichtung er streckenden Lagersims 72, einen zylindrischen Dichtungs schacht 74 und eine abgerundete Kammerabschnittschulter 76. Der sich in Umfangsrichtung erstreckende Lagersims 72, der am Boden des Dichtungsschachtes 74 einstückig mit diesem verbunden ist, ist über seinen Umfang nach innen gegen die geometrische Achse des Dichtungsschach tes 74 gerichtet, so daß die Abdeckungsöffnung 60 ge bildet wird. Die abgerundete Kammerabschnittschulter 76 befindet sich an der Schnittstelle der Oberkante des Dichtungsschachtes 74 und des Abdeckungssimses 77, wo bei der Sims eine Horizontalfläche aufweist, die den Bereich zwischen der Schulter 76 und dem Kappenabschnitt 80 überspannt. Die abgerundete Kammerabschnittschulter 76 bildet einen glatten Übergang an dieser Schnittstelle ohne scharfe Kanten. Die Abdeckung wird durch herkömmli che Schließmethoden unter Einschaltung einer Isolations dichtung 52 dicht am Behälter 2 angebracht.As can be seen in FIGS. 1 and 3, the cylindrical cover 40 includes a circular cover orifice 60, vent a feed chamber portion 70, an annular cap portion 80 and a peripheral flange 90 of the cover. The ventilation feed chamber section 70 has a circumferentially extending bearing ledge 72 , a cylindrical sealing shaft 74 and a rounded chamber section shoulder 76 . The circumferentially extending bearing ledge 72 , which is integrally connected to the bottom of the sealing shaft 74 with this, is directed over its circumference inwards against the geometric axis of the sealing shaft 74 , so that the cover opening 60 forms GE. The rounded chamber section shoulder 76 is located at the interface of the upper edge of the sealing shaft 74 and the cover ledge 77 , where the ledge has a horizontal surface that spans the area between the shoulder 76 and the cap section 80 . The rounded chamber section shoulder 76 forms a smooth transition at this interface without sharp edges. The cover is attached tightly to the container 2 by conventional sealing methods with the inclusion of an insulation seal 52 .

Die Abdeckung 40 wird vorzugsweise durch Ziehen eines Blechmetallabschnittes hergestellt, wobei vorzugsweise rostfreies Stahlblech Verwendung findet. Die Öffnung 60 der Abdeckung kann in der Abdeckung durch einen her kömmlichen Stanz- oder Bohrvorgang hergestellt werden. Die einzelnen Schritte zur Herstellung der Abdeckung 40 werden nachfolgend im einzelnen erläutert.The cover 40 is preferably made by drawing a sheet metal section, preferably stainless steel sheet. The opening 60 of the cover can be made in the cover by a conventional punching or drilling process. The individual steps for producing the cover 40 are explained in detail below.

Das zylindrische Entlüftungsfilter 29, das eine Entlüf tungsfutteröffnung 25 aufweist, die seine zwei kreis förmigen Enden miteinander verbindet, ist derart in der Abdeckung 40 angeordnet, daß eines seiner Enden gegen den Lagersims 72 stößt und sich seine zylindrische Flä che mit der Innenfläche des Dichtungsschachtes 74 in Kontakt befindet. Obwohl es bevorzugt wird, den Lager sims 72 kontinuierlich um den Umfang des Dichtungsschach tes 74 herum auszubilden, um damit die Möglichkeit des Entstehens eines unerwünschten elektrochemischen Zellen systems zwischen dem Inneren der Zelle und atmosphäri schen Bestandteilen auf ein Minimum zu bringen, kann der Lagersims 72 auch einen oder mehrere einwärts vor stehende Lappen oder Segmente umfassen, die ausreichen, um einen Sims zu bilden, gegen den das Entlüftungsfutter 29 stoßen kann.The cylindrical breather filter 29 , which has a breather chuck opening 25 which connects its two circular ends to one another, is arranged in the cover 40 in such a way that one of its ends abuts the bearing ledge 72 and its cylindrical surface rests on the inner surface of the sealing shaft 74 is in contact. Although it is preferred to continuously form the bearing ledge 72 around the circumference of the sealing shaft 74 to minimize the possibility of an undesirable electrochemical cell system arising between the interior of the cell and atmospheric components, the bearing ledge 72 also include one or more inwardly projecting tabs or segments sufficient to form a ledge against which the vent chuck 29 may abut.

Da die Metallformverfahren, die zur Herstellung der Ab deckung 40 verwendet werden können, die Innenfläche des Dichtungsschachtes 74 relativ glatt lassen, wird durch einen engen Kontakt zwischen dem Entlüftungsfutter 29 und dem Dichtungsschacht 74, der in der nachstehend be schriebenen Weise erzeugt wird, die Förderung von Li thiumionen aus dem Inneren der Zelle zur Außenseite der Zellenabdeckung im wesentlichen verhindert. Auf diese Weise tritt das unerwünschte elektrochemische Zellen system, das sich bisher an der Grenzfläche zwischen dem Entlüftungsfutter und der Abdeckung gebildet hatte, nicht mehr auf, so daß die Korrosion der Zelle über einen der artigen Mechanismus verhindert wird.Since the metal molding process that can be used to make the cover 40 leaves the inner surface of the seal shaft 74 relatively smooth, there will be promotion by close contact between the vent chuck 29 and the seal shaft 74 , which is produced in the manner described below of lithium ions from the inside of the cell to the outside of the cell cover substantially prevented. In this way, the undesirable electrochemical cell system, which had previously formed at the interface between the venting lining and the cover, no longer occurs, so that the corrosion of the cell is prevented by means of such a mechanism.

Das Entlüftungsfutter 29 kann (1) aus einem Blechmate rial während des Vorganges der Preßpassung eines Dich tungselementes in die Öffnung des Entlüftungsfutters 29 in seine Form gebracht werden, oder (2) es kann ein Rohr einer geeigneten Länge hergestellt werden, wobei die letztgenannte Methode bevorzugt wird. Das Material, aus dem das Entlüftungsfutter 29 hergestellt wird, kann elastisch oder nichtelastisch sein, es muß jedoch sowohl widerstandsfähig sein gegenüber dem Elektrolyten als auch mit einem Dichtungselement nicht reagieren, das mittels Preßpassung darin angeordnet ist, damit der Druck, unter dem das mittels Preßpassung angeordnete Dichtungselement aus dem Entlüftungsfutter 29 gestoßen wird, nicht wesentlich geändert wird. Es wird gegenwärtig bevorzugt, als Entlüftungsfutter 29 einen aus dem Ma terial Tefzel von der Firma E. I. Du Pont De Nemours & Co., Wilmington, Delaware, USA geformtes Entlüftungs futter zu verwenden, obwohl auch andere Materialien ge eignet sind, wie beispielsweise Polyethylen, Polytetra fluorethylen, Perfluoralkoxipolymer, fluoriertes Ethylen- Propylen-Polymer, Gläser etc.The vent chuck 29 can (1) be made from a sheet material during the process of press fitting a sealing member into the opening of the vent chuck 29 into its shape, or (2) a tube of a suitable length can be made, the latter method being preferred becomes. The material from which the venting liner 29 is made can be elastic or non-elastic, but it must both be resistant to the electrolyte and not react with a sealing element which is press-fitted therein so that the pressure under which it is press-fitted arranged sealing element is pushed out of the vent chuck 29 is not significantly changed. It is currently preferred to use as a venting feed 29 a venting feed formed from the material Tefzel from EI Du Pont De Nemours & Co., Wilmington, Delaware, USA, although other materials are also suitable, such as, for example, polyethylene, polytetra fluorethylene, perfluoroalkoxy polymer, fluorinated ethylene propylene polymer, glasses etc.

Wie vorstehend erläutert, ist ein Dichtungselement mittels Preßpassung in die Entlüftungsfutteröffnung 25 eingesetzt, um die Zelle abzudichten. Dieses Dichtungselement besitzt vorzugsweise eine glatte kugelförmige Gestalt, wie durch die Kugel 56 in den Fig. 1 und 3 gezeigt. Die Kugel 56 kann aus einem elastischen oder nichtelastischen Ma terial bestehen, wie beispielsweise Metall, Glas, Kera mik oder Kunststoff und ist aus einem Material herge stellt oder mit einem Material beschichtet, das gegen über den Bestandteilen der Zelle, insbesondere den flüs sigen Bestandteilen derselben, chemisch beständig ist. Wenn die Kugel 56 elastisch ist, kann sie aus Polytetra fluorethylen, fluoriertem Ethylen-Propylen-Copopolymer, Perfluoralkoxipolymer, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copoly mer oder anderen ausgewählten Fluorcopolymeren herge stellt sein. Wenn die Kugel 56 mit einem chemisch inerten Material beschichtet werden soll, kann sie aus irgend einem Material bestehen.As explained above, a sealing member is press-fitted into the vent chuck opening 25 to seal the cell. This sealing element preferably has a smooth spherical shape, as shown by the ball 56 in FIGS. 1 and 3. The ball 56 can consist of an elastic or non-elastic material, such as metal, glass, ceramic or plastic, and is made of a material or coated with a material that is compared to the components of the cell, in particular the liquid components thereof , is chemically stable. If ball 56 is resilient, it may be made from polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene-propylene copolymer, perfluoroalkoxy polymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, or other selected fluoropolymers. If the ball 56 is to be coated with a chemically inert material, it can be made of any material.

Vorzugsweise sollte der Außenumfang der Abdeckung 40 um einen stumpfen Winkel abgebogen sein, vorzugsweise um 180° oder einen Winkel, der sich 180° nähert, um einen Abdeckungsflansch 90 zu bilden, wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt. Eine derartige Konstruktion, die auch als "Roll-Back" -Konstruktion bezeichnet wird, sorgt für eine enge Dichtung zwischen der Abdeckung 40 und dem Zellenbehälter 2, da der Flansch 90 nach seiner Montage gegen die Dichtung 52 gepreßt wird, wodurch der Flansch 90 der Dichtung 52 folgt, wenn er aus einer thermischen Expansion und/oder Kontraktion irgendwelche Dimensions änderungen der Zelle resultieren.Preferably, the outer periphery of the cover 40 should be bent through an obtuse angle, preferably 180 ° or an angle approaching 180 °, to form a cover flange 90 , as shown in FIGS. 1 and 3. Such a construction, also referred to as a "roll-back" construction, provides a tight seal between the cover 40 and the cell container 2 , since the flange 90 is pressed against the seal 52 after it is assembled, whereby the flange 90 of the Seal 52 follows if it results from thermal expansion and / or contraction of any dimensional changes in the cell.

Ein elektrisch leitender Federstreifen 28, dessen Schen kel 32 und 34 gegen die beiden siebgestützten Anodenele mente 14 und 20 vorgespannt sind, ist elektrisch an die Zellenabdeckung 40 angeschlossen, so daß die Abdeckung 40 zum anodischen oder negativen Pol der Zelle gemacht wird. Die Enden der Federschenkel 32 und 34 können da durch elektrisch an die Abdeckung 40 angeschlossen sein, daß sie mit der Abdeckung 40 verschweißt sind. Alterna tiv dazu ermöglicht die geometrische Form der Zellenab deckung 40 gemäß der Erfindung den Einsatz eines neuar tigen Verbindungssystems. Die Fig. 4A bis 4D zeigen eine einheitliche Federkollektoreinheit 420, die einen Federstreifen 28 und eine ringförmige Befestigungsscheibe 401 umfaßt. Die Scheibe 401 besteht aus einem elasti schen Material, wie beispielsweise rostfreiem Stahl. Die Federschenkel 32 und 34 des Federstreifens 28 sind im Bereich 402 miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen. Die Scheibe 401 enthält ein Befesti gungsloch 403 mit vier abwärts gebogenen, radial und einwärts gerichteten Lappen 406, die mit gleichen Ab ständen um den Umfang des Loches 403 herum angeordnet sind, so daß vier radial gerichtete Schlitze 401 gebil det werden. Der Durchmesser des Lochs 403 ist kleiner als der Außendurchmesser der zylindrischen Außenfläche des Dichtungsschachtes 74, der innerhalb der Zelle ange ordnet ist. Wenn daher die Scheibe 401 axial auf die Außenfläche des Dichtungsschachtes 74 gepreßt wird, werden die Lappen in der Scheibe 401 unter Druck ge setzt, so daß sie sich geringfügig öffnen. Die auf die se Weise verformte Preßpassung, die von den Federlappen 406 der Scheibe 401 erzeugt wird, hält danach die Schei be 401 in fest angepreßter Weise an der Abdeckung 40, wodurch ein elektrischer Anschluß zwischen der Abdeckung 40 und dem Federstreifen 28 sichergestellt wird.An electrically conductive spring strip 28, whose's elements kel 32 and 34 siebgestützten against the two Anodenele are biased 14 and 20, is electrically connected to the cell cover 40 so that the cover 40 is made to the anodic or negative terminal of the cell. The ends of the spring legs 32 and 34 may be as electrically connected to the cover 40 by that they are welded to the cover 40th Alternatively, the geometric shape of the cell cover 40 according to the invention enables the use of a novel connection system. FIGS. 4A to 4D show a unitary spring collector assembly 420 comprising a spring strip 28 and an annular fastening disk four hundred and first The washer 401 is made of an elastic material such as stainless steel. The spring legs 32 and 34 of the spring strip 28 are connected to one another in the area 402 , for example by welding. The disc 401 includes a fastening hole 403 with four downwardly bent, radially and inwardly directed tabs 406 , which are arranged at equal distances from around the circumference of the hole 403 , so that four radially directed slots 401 are formed. The diameter of the hole 403 is smaller than the outer diameter of the cylindrical outer surface of the sealing shaft 74 , which is arranged inside the cell. Therefore, when the washer 401 is pressed axially onto the outer surface of the sealing shaft 74 , the tabs in the washer 401 are pressurized so that they open slightly. The deformed to the se interference fit that is created by the spring tabs 406 of the disc 401, and then holds the ticket be ensures 401 in fixed angepreßter manner on the cover 40, whereby an electrical connection between the cover 40 and the spring strips 28th

Die Kollektoreinheit 420 ist aus einem einzigen Material stück geformt, das in Fig. 4C dargestellt ist, wobei die Scheibe 401 einstückig mit einem ersten Formelement 465 und einem zweiten Formelement 466 verbunden ist. Die Elemente 465 und 466 sind im Bereich 402 in geeigneter Weise gebogen und miteinander verbunden, so daß die Fe derschenkel 32 und 34 des Federstreifens 28 gebildet werden.The collector unit 420 is molded from a single material piece, which is shown in Fig. 4C, wherein the disc 401 is integrally connected to a first mold element 465 and a second mold element 466 . The elements 465 and 466 are bent in the area 402 in a suitable manner and connected to one another, so that the Fe derschenkel 32 and 34 of the spring strip 28 are formed.

Um die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Zelle herzu stellen, wird die Zellenabdeckung 40 gezogen, so daß sie die in den Fig. 1 und 3 dargestellte Form erhält. Die Folge der einzelnen Herstellschritte ist in den Fig. 5A-5F dargestellt. Beispielsweise wird ein 0,30 mm dicker Streifen aus rostfreiem Stahl, der eine glatte Oberfläche besitzt, einem Schneidvorgang unterzogen, wobei eine ebene Scheibe einer ausreichenden Größe herausgeschnit ten wird, aus der die Abdeckung 40 gezogen werden kann. Die Scheibe wird dann in Becherform gezogen, wie in Fig. 5A gezeigt, und der Abdeckungsflansch 90 wird teil weise geformt, indem der Umfang der teilweise geformten Abdeckung zurückgebogen wird, wie in Fig. 5B gezeigt.In order to manufacture the cell shown in FIGS . 1 to 3, the cell cover 40 is pulled so that it obtains the shape shown in FIGS . 1 and 3. The sequence of the individual manufacturing steps is shown in FIGS. 5A-5F. For example, a 0.30 mm thick strip of stainless steel, which has a smooth surface, is subjected to a cutting process, whereby a flat disk of sufficient size is cut out from which the cover 40 can be pulled. The disc is then drawn into a cup shape, as shown in FIG. 5A, and the cover flange 90 is partially molded by bending back the periphery of the partially molded cover, as shown in FIG. 5B.

Der Entlüftungsfutterkammerabschnitt 60 und der Ringkap penabschnitt 80 werden als nächstes über einen Ziehvor gang in der teilweise geformten Abdeckung hergestellt. Um die Bildung von Rissen während des Ziehens zu verhin dern, wird dieser Ziehvorgang vorzugsweise in einer Reihe von Schritten durchgeführt, wobei bei jedem Schritt die Abdeckung 40 näher an ihre Endform herangezogen wird. Nach dem Schritt, der die in Fig. 5B gezeigte Abdeckungs form ergibt, finden neun Schritte Anwendung, um die Ab deckung 40 in ihre Endform zu ziehen. Nach der Herstel lung der in Fig. 5B gezeigten Abdeckungsform wird die Abdeckung speziell so gezogen, daß ein Schalenabschnitt 503 entsteht, wie in Fig. 5C gezeigt, von dem der Ent lüftungsfutterkammerabschnitt 70 geformt wird. Als näch stes werden fünf weitere Ziehschritte durchgeführt, um den Schalenabschnitt 503 sukzessive zu verengen und die in Fig. 5D gezeigte Abdeckungsform zu erhalten. Mit dem nächsten Ziehschritt wird mit der Formung des Ring kappenabschnittes 80 begonnen, wobei die Abdeckungsform der Fig. 5E erhalten wird. Zwei weitere Ziehschritte ergeben die Endform der Abdeckung 80, wie in Fig. 5F gezeigt. Danach wird die Abdeckungsöffnung 60 in einem Stanzvorgang hergestellt. Alternativ dazu kann der Kam merabschnitt 70 bei den einzelnen Ziehvorgängen zuerst geformt werden.The vent feed chamber section 60 and the ring cap section 80 are next manufactured via a drawing operation in the partially molded cover. In order to prevent the formation of cracks during drawing, this drawing process is preferably carried out in a series of steps, with the cover 40 being pulled closer to its final shape in each step. After the step resulting in the cover shape shown in FIG. 5B, nine steps are used to pull the cover 40 into its final shape. After herstel the cover mold shown in Fig. 5B lung, the cover is specifically drawn so that a shell portion is formed 503, 5C, of which the fodder Ent ventilation chamber portion 70 is formed as shown in Fig.. Next, five more pulling steps are performed to successively narrow the shell portion 503 and obtain the cover shape shown in FIG. 5D. With the next drawing step, the ring cap portion 80 is formed to obtain the cover shape of FIG. 5E. Two more pulling steps result in the final shape of the cover 80 , as shown in FIG. 5F. The cover opening 60 is then produced in a stamping process. Alternatively, the chamber portion 70 may be molded first in the individual drawing operations.

Die vorstehend beschriebenen Ziehvorgänge beeinflussen etwas die glatte Oberfläche des Stahlbleches. Die Ober fläche bleibt jedoch ausreichend glatt, so daß das fol gende Einsetzen des Entlüftungsfutters 29 in den Dich tungsschacht 74 in einer Weise durchgeführt werden kann, die einen engen Kontakt zwischen diesen Teilen sichert, wie nachfolgend beschrieben wird.The pulling operations described above somewhat affect the smooth surface of the steel sheet. However, the upper surface remains sufficiently smooth so that the fol lowing insertion of the vent chuck 29 in the device shaft 74 can be carried out in a manner which ensures close contact between these parts, as will be described below.

Das zylindrische Entlüftungsfutter 29 besitzt vorzugs weise einen Außendurchmesser, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Dichtungs schachtes 74, so daß das Entlüftungsfutter 29 mittels Preßpassung im Dichtungsschacht 74 angeordnet werden kann. Bei einer speziellen Ausführungsform wird ein Ent lüftungsfutter 29 mit einem Außendurchmesser von 3,43 mm mittels Preßpassung in einem Dichtungsschacht 74 mit einem Innendurchmesser von 3,18 mm angeordnet.The cylindrical vent chuck 29 preferably has an outer diameter which is slightly larger than the inner diameter of the cylindrical sealing shaft 74 , so that the vent chuck 29 can be arranged in the sealing shaft 74 by means of an interference fit. In a special embodiment, a ventilation chuck 29 with an outer diameter of 3.43 mm is arranged by means of an interference fit in a sealing shaft 74 with an inner diameter of 3.18 mm.

Das Entlüftungsfutter 29 wird in den Dichtungsschacht 74 eingesetzt, bis der Boden des Entlüftungsfutters 29 gegen den Lagersims 72 stößt. Auf diese Weise bildet der Lagersims 72 einen Anschlag, gegen den das Entlüf tungsfutter 29 nicht weiter eingesetzt werden kann, wo durch der Bedarf nach irgendeinem Flansch am oberen Ende des Entlüftungsfutters entfällt. Ferner bewirkt die Preßpassung, daß die Außenfläche des Entlüftungsfutters 29 fest gegen die Innenfläche des Dichtungsschachtes 74 gepreßt wird, wodurch ein enger Kontakt zwischen die sen beiden Oberflächen hergestellt wird, der in wirksa mer Weise den Transport von Lithiumionen aus dem Inne ren der Zelle zur Außenseite derselben über die Grenz fläche zwischen dem Entlüftungsfutter 29 und dem Dich tungsschacht 74 verhindert. Da die Schulter 76 des Kam merabschnittes abgerundet ist, wird das Einsetzen des Futters 29 erleichtert und die Möglichkeit eines Ein reißens des Futters während des Einsetzens auf ein Mi nimum gebracht. Die Länge des Entlüftungsfutters 29 ist vorzugsweise so groß, daß nach dem Einsetzen in den Dichtungsschacht 74 das obere kreisförmige Ende des Entlüftungsfutters 29 bündig mit dem Abdeckungssims 77 abschließt.The ventilation chuck 29 is inserted into the sealing shaft 74 until the bottom of the ventilation chuck 29 abuts the bearing ledge 72 . In this way, the ledge 72 forms a stop against which the ventilation chuck 29 can no longer be used, where there is no need for any flange at the upper end of the ventilation chuck. Furthermore, the interference fit causes the outer surface of the vent chuck 29 to be pressed firmly against the inner surface of the sealing shaft 74 , whereby a close contact is made between these two surfaces, which effectively transports lithium ions from the interior of the cell to the outside the same over the boundary surface between the ventilation chuck 29 and the device shaft 74 prevents you. Since the shoulder 76 of the chamber section is rounded, the insertion of the chuck 29 is facilitated and the possibility of a tearing of the chuck is minimized during insertion. The length of the ventilation chuck 29 is preferably so great that after insertion into the sealing shaft 74 the upper circular end of the ventilation chuck 29 is flush with the cover ledge 77 .

Für Oxyhalogenidzellen wird ferner bevorzugt, den Dich tungsschacht 74 vor dem Einsetzen des Futters 29 mit einem Dichtungsmittel zu beschichten. Ein derartiges Dichtungsmittel stellt die Abdichtung des Futters 29 gegenüber dem Dichtungsschacht 74 noch besser sicher, falls mögliche Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Futters 29 oder des Dichtungsschachtes 74 auftre ten. Bei dem Dichtungsmittel kann es sich um ein Ha logenkohlenstoffwachs handeln, beispielsweise ein ge sättigtes Polymer von Chlortrifluorethylen mit niedri gem Molekulargewicht, oder um ein Fluorelastomer. Da das vorstehend erwähnte Material Tefzel unter Wärmeein wirkung bindungsfähig ist, kann auch alternativ ein aus derartigem Material hergestelltes Futter 29 vor oder nach dem Einsetzen in den Dichtungsschacht 74 in ausreichender Weise erhitzt und darin mittels Pressung verklebt werden.For oxyhalide cells, it is further preferred to coat the manhole 74 with a sealant before inserting the feed 29 . Such a sealant ensures the sealing of the lining 29 with respect to the sealing shaft 74 even better if possible irregularities appear on the surface of the lining 29 or the sealing shaft 74. The sealing agent can be a carbon log wax, for example a saturated polymer of low molecular weight chlorotrifluoroethylene, or a fluoroelastomer. Since the above-mentioned material Tefzel is bindable under the influence of heat, a lining 29 made of such material can alternatively be heated sufficiently before or after insertion into the sealing shaft 74 and glued therein by means of pressing.

Nach dem Einsetzen des Entlüftungsfutters 29 in den Dich tungsschacht 74 wird die Scheibe 401 der Federkollektor einheit 420 auf die zylindrische Außenseite des Dichtungs schachtes 74 gepreßt, und die Abdeckung 40 wird an ihre richtige Stelle innerhalb der ringförmigen Dichtung 52, die am offenen Ende des Zellenbehälters 2 angeordnet ist, gebracht. Vorzugsweise besteht die Dichtung 52 aus Tefzel und ist mit einem Dichtungsmittel der gleichen Art beschichtet, das vorzugsweise zur Beschichtung des Dichtungsschachtes 74 verwendet wird. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Abdeckung 40 in die Ringdichtung 52 einge setzt wird, ist der Behälter 2 bereits mit einer Kathodenkollektorhülle 4, einem Trennfutter 6 und einem Bo denseparator 10, einer zweiteiligen Anode und Stützla gen 15 und 17 versehen worden. Wenn die Abdeckung 40 relativ zur Dichtung 52 angeordnet worden ist, werden die Schenkel 32, 34 des Federstreifens 28 zusammenge quetscht und in die axiale Öffnung zwischen den beiden siebgestützten Anodenelementen 14 und 20 gepreßt, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Der eingesetzte Feder streifen 28 spannt die beiden Anodenelemente 14 und 20 über die Stützsiebe 15 und 17 elastisch vor, so daß ein im wesentlichen gleichmäßiger und kontinuierlicher Druckkontakt über die Innenwand der Anodenelemente si chergestellt wird.After inserting the vent chuck 29 in the device shaft 74 , the disc 401 of the spring collector unit 420 is pressed onto the cylindrical outside of the sealing shaft 74 , and the cover 40 is in its proper place within the annular seal 52 , which is at the open end of the cell container 2 is arranged, brought. The seal 52 preferably consists of Tefzel and is coated with a sealant of the same type, which is preferably used for coating the seal shaft 74 . At the time when the cover 40 is inserted into the ring seal 52 , the container 2 has already been provided with a cathode collector shell 4 , a chuck 6 and a Bo denseparator 10 , a two-part anode and Stützla conditions 15 and 17 . If the cover 40 has been arranged relative to the seal 52 , the legs 32 , 34 of the spring strip 28 are squeezed together and pressed into the axial opening between the two screen-supported anode elements 14 and 20 , as shown in FIGS . 1 and 2. The spring strip 28 stretches the two anode elements 14 and 20 on the support sieves 15 and 17 elastically, so that a substantially uniform and continuous pressure contact on the inner wall of the anode elements si is made.

Nach dem Einsetzen der Abdeckung 40 in die Dichtung 52 wird die Zelle geschlossen und unter Verwendung von herkömmlichen Schließtechniken abgedichtet, so daß der Zellenbehälter 2 und die Zellenabdeckung 40 ein abge dichtetes Zellengehäuse bilden. Eine Füllkopfeinheit wird als nächstes gegen das obere Ende des Entlüftungs futters 29 gepreßt. Wenn das obere kreisförmige Ende des Entlüftungsfutters 29 bündig mit dem Abdeckungssims 77 abschließt, wie dies bevorzugt wird, wird der Füll kopf auch gegen den Abdeckungssims 77 gepreßt. Die Zel le wird dann mit dem Kathodenelektrolyt verfüllt.After inserting the cover 40 into the seal 52 , the cell is closed and sealed using conventional closing techniques, so that the cell container 2 and the cell cover 40 form a sealed cell housing. A filling head unit is next pressed against the upper end of the vent chuck 29 . When the upper circular end of the vent chuck 29 is flush with the cover cornice 77 , as is preferred, the filling head is also pressed against the cover cornice 77 . The cell is then filled with the cathode electrolyte.

Nachdem der Behälter mit Kathodenelektrolyt verfüllt worden ist, wird das Dichtungselement 56 über der Ent lüftungsfutteröffnung 25 im Futter 29 angeordnet, und ein Eintreibelement wird verwendet, um das Dichtungsele ment 56 in die Öffnung 25 zu pressen, bis ein weiteres Einsetzen durch das Vorhandensein des Lagersimses 72 verhindert wird. Wenn bei der Konstruktion des Standes der Technik das Dichtungselement zu tief in das Entlüf tungsfutter gesetzt wird, entstehen Entlüftungsdrücke, die höher als gewünscht sind, so daß sich die Möglich keit einer Demontage der Zelle bei Mißbrauch ergibt. Wenn andererseits das Dichtungselement nicht tief genug in das Entlüftungsfutter eingesetzt wird, kann während des Normalbetriebes eine Entlüftung auftreten, wodurch die Vorrichtung, bei der die Zelle Verwendung findet, unnötig beschädigt wird. Hingegen ist bei der vorliegen den Erfindung die Einbringung des Dichtungselementes 56 weniger kritisch, und der Lagersims 72 bildet einen Anschlag, gegen den das Dichtungselement 56 gepreßt werden kann, wodurch leicht reproduzierbare Entlüftungs drücke erzeugt werden.After the container has been filled with cathode electrolyte, the sealing element 56 is placed over the vent hole 25 in the chuck 29 , and a driving element is used to press the sealing element 56 into the opening 25 until further insertion due to the presence of the bearing ledge 72 is prevented. If, in the construction of the prior art, the sealing element is placed too deeply in the ventilation lining, ventilation pressures arise which are higher than desired, so that there is the possibility of disassembly of the cell in the event of misuse. On the other hand, if the sealing member is not inserted deep enough into the vent chuck, venting may occur during normal operation, thereby unnecessarily damaging the device using the cell. In contrast, in the present invention, the introduction of the sealing element 56 is less critical, and the bearing ledge 72 forms a stop against which the sealing element 56 can be pressed, thereby producing easily reproducible venting pressures.

Nach dem Entfernen des Eintreibelementes wird eine Dich tungsmittelschicht 62 über das Dichtungselement 56 und das Entlüftungsfutter 29 gebracht und auf den Abdec kungssims erweitert, um eine vollständig abgedichtete Zelle zu erzeugen. Geeignete Dichtungsmaterialien um fassen Halogenkohlenwasserstoffwachse, Asphalt oder ir gendein anderes Material, das feuchtigkeitsbeständig ist, eine gute Adhäsion an Metall besitzt und leicht aufgebracht werden kann. Das Dichtungsmaterial sollte vorzugsweise in flüssiger Form aufgebracht werden, so daß es sich dann verfestigen kann. Die Zelle wird dann fertiggestellt, indem sie beispielsweise mit einem Stahl mantel umhüllt und der Kappenabschnitt 80 mit einer End abdeckung (nicht gezeigt) bedeckt wird.After removal of the drive-in element, a sealing medium layer 62 is brought over the sealing element 56 and the venting chuck 29 and expanded on the cover plate to produce a completely sealed cell. Suitable sealing materials include halogenated hydrocarbon waxes, asphalt, or any other material that is moisture resistant, has good adhesion to metal, and is easy to apply. The sealing material should preferably be applied in liquid form so that it can then solidify. The cell is then completed by, for example, sheathing it with a steel jacket and covering the cap portion 80 with an end cover (not shown).

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Zelle kann kleiner sein als eine Zelle des Standes der Technik. Beim Stand der Technik macht das Entlüftungsfutter einen Flansch an seinem oberen Rand erforderlich, um zu verhindern, daß das Futter in das Innere der Zelle fällt. Das Dich tungselement muß hierbei diesen Flansch freigeben, be vor eine Entlüftung auftreten kann. Folglich muß die Höhe zwischen der Endabdeckung und der oberen Fläche der Abdeckung ausreichend groß sein, um sowohl die Durch messerabmessung des Dichtungselementes als auch die Dickenabmessung des Flansches aufnehmen zu können. Da bei der vorliegenden Erfindung das obere kreisförmige Ende des Entlüftungsfutters 29 jedoch bündig mit dem Abdeckungssims 77 gemacht werden kann, muß die Höhe zwischen der Endabdeckung und dem Abdeckungssims 77 nur die Durch messerabmessung des Dichtungselementes 56 aufnehmen.A cell designed according to the invention can be smaller than a cell of the prior art. In the prior art, the vent chuck requires a flange at its top edge to prevent the chuck from falling inside the cell. The device you have to release this flange must be before venting can occur. Consequently, the height between the end cover and the top surface of the cover must be large enough to accommodate both the diameter dimension of the sealing element and the thickness dimension of the flange. The upper circular end of the vent feed can be made, however, with the cover 77 flush ledge 29 as in the present invention, the height between the end cover and the cover ledge 77 need only accommodate the diameter dimension of the sealing element 56th

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Entlüftungsfutter- und Abdeckungskonstruktion auch in Verbindung mit anderen Zellen Verwendung finden kann, beispielsweise mit Leclanche-Trockenzellen, Zinkchlorid zellen, Lithium-MnO₂-Zellen, Lithium-Eisensulfid-Zel len, Alkali-MnO₂-Zellen, Nickel-Cadmium-Zellen und Blei- Säure-Zellen.It is understood that the trained according to the invention Ventilation lining and cover construction also in Connection with other cells can be used for example with Leclanche dry cells, zinc chloride cells, lithium MnO₂ cells, lithium iron sulfide cell len, alkali MnO₂ cells, nickel-cadmium cells and lead Acid cells.

Claims

1. electrochemical cell comprising:
a cell housing containing the active components of the cell;
a vent liner chamber portion ( 70 ) formed in a part of the cell housing;
a vent chuck ( 29 ) in which an opening ( 25 ) is formed; and
a sealing element ( 56 ) which is arranged in the ventilation chuck ( 29 ) by means of an interference fit, the ventilation chuck ( 29 ) and the sealing element ( 56 ) being arranged such that the sealing element at least partially at a predetermined gas pressure inside the cell from the ventilation chuck opening ( 25 ) is pushed
characterized in that the venting feed chamber section ( 70 ) has a sealing shaft ( 74 ) with a bottom facing the interior of the cell and a bearing ledge ( 72 ), the bearing ledge ( 72 ) being formed at the bottom of the sealing shaft ( 74 ) and having an opening therein forms, and that the vent chuck opening ( 25 ) within the sealing shaft ( 74 ) is arranged so that one end of the vent chuck ( 29 ) abuts the bearing ledge ( 72 ), the opening of the sealing shaft and the vent chuck opening ( 25 ) a way from the inside form the cell to the atmosphere.

2. Electrochemical cell according to claim 1, characterized in that the upper portion of the sealing shaft tes ( 74 ) is contoured so that it forms a contoured Ent venting lining chamber section shoulder ( 76 ), which inserts the venting chuck ( 29 ) in the sealing shaft ( 74 ) supported.

3. Electrochemical cell according to claim 1, characterized in that the ventilation chuck ( 29 ) and sealing shaft ( 74 ) are arranged in a press fit.

4. Electrochemical cell according to one of the preceding claims, characterized in that the cell housing comprises a cell cover ( 40 ) which closes an opening in a cell container ( 2 ), that the ventilation feed chamber section ( 70 ) in a part of the cell cover ( 40 ) is formed and that the cell cover ( 40 ) is made by a metal molding process from a smooth sheet to provide a smooth-walled sealing shaft ( 74 ).

5. Electrochemical cell according to claim 4, characterized in that the outer circumference of the cell cover ( 40 ) is bent at an obtuse angle, so that a flange ( 90 ) on the circumference of the cell cover ( 40 ) is formed, and that a seal ( 52 ) is arranged between the flange ( 90 ) of the cell cover ( 70 ) and the cell container ( 2 ) and compressed there, in order in this way to provide an essentially fluid-tight seal.

6. Electrochemical cell according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing shaft ( 74 ) is approximately cylindrical and that the bearing ledge ( 72 ) extends continuously around the circumference of the device shaft.

7. Electrochemical cell according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing shaft ( 74 ) is approximately cylindrical and that the bearing ledge ( 72 ) comprises at least two radially inwardly directed tabs.

8. Electrochemical cell according to claim 4, characterized in that the sealing shaft ( 74 ) has a cylindrical outer surface which is arranged within the cell, and that the cell further comprises:

(a) a fastener ( 401 ) made of an elastic material layer in which a fastening hole ( 403 ) is arranged, the circumference of which is interrupted by a plurality of radially inwardly directed tabs ( 406 ), the fastening element being axially on the cylindrical outer surface of the Sealing shaft ( 74 ) is pressed; and
(b) on the fastening element ( 401 ) fastened devices for electrically connecting one of the active components of the cell to the fastening element.

9. Electrochemical cell according to claim 8, characterized in that at least one of the active components of the cell is fixed and that the means for electrically connecting one of the active components of the cell to the fastening element ( 401 ) by a spring strip ( 28 ) are formed, the supply element to the fastening ( 401 ) and is biased so that it is in electrical contact with a fixed active component of the cell.

10. Electrochemical cell, characterized by:

(a) a cell housing containing the active components of the cell;
(b) a cylindrical shaft ( 74 ) formed in a part of the cell housing and having a cylindrical outer surface disposed within the cell;
(c) a fastening element ( 401 ) made of an elastic material layer, which has a fastening hole ( 403 ), the circumference of which is interrupted by a plurality of radially inwardly directed tabs ( 406 ), the fastening element being axially on the cylindrical outer surface of the shaft ( 74 ) is pressed; and
(d) on the fastening element ( 401 ) fastened devices for electrically connecting one of the active components of the cell to the fastening element.

11. Electrochemical cell according to claim 10, characterized in that at least one of the active constituents of the cell is fixed and that the devices for electrically connecting one of the active constituents of the cell to the fastening element ( 401 ) by an electrically conductive spring strip ( 28 ) Ge forms, which is attached to the fastener ( 401 ) and biased so that it is in electrical contact with a fixed active component of the cell.

12. Electrochemical cell, in which the active constituent parts of the cell are mounted in a housing which has a circular wall which has an opening in which a ventilation chuck is arranged, a sealing element being provided in the chuck by means of an interference fit to one to provide normal fluid-tight seal for the ventilation opening, and wherein the sealing element and the lining are arranged so that the sealing element is at least partially ejected from the ventilation opening at a predetermined gas pressure within the cell, characterized in that the wall facing the interior of the cell Opening comprises an element which protrudes towards the inside of the opening and against which one end of the vent lining ( 29 ) abuts when this is net angeord in the opening.

13. Electrochemical cell according to claim 12, characterized in that the upper portion of the circular wall forms a shoulder which has a rounded con ture, so that it supports the insertion of the lining ( 29 ) into the opening.

14. Electrochemical cell according to claim 13, characterized in that the ventilation chuck ( 29 ) and the wall of the opening are arranged in a press fit.

15. A method for producing an electrochemical cell, characterized by the following steps:

(a) placing the active ingredients in the cell;
(b) forming a cell cover by pulling a metal sheet to form a gasket in a part of the cell cover having a bottom, a ledge at the bottom of the gasket and a round shoulder at the interface between the top of the gasket and the cell cover;
(c) forming a cover opening at the bottom of the manhole;
(d) inserting a ventilation chuck with a ventilation chuck opening into the sealing shaft;
(e) attaching the cell cover to the cell container; and
(f) Sealing the cell by press fitting a sealing element into the vent feed opening.

16. The method according to claim 15, characterized in that by means of the venting lining during the insertion step Press fit is arranged in the sealing shaft, so that a seal between the sealing shaft and the Ent ventilation lining is formed.

17. The method according to claim 15 or 16, characterized records that the ventilation feed from a by Wär made of binding material and is heat sealed with the cell cover.

18. The method according to any one of claims 15 to 17, characterized characterized in that a venting during the insertion step feed is used, the length of which is so great that after inserting it into the sealing shaft, the upper one End of the venting lining flush with the cell cover kung completes, and that when arranging the active Be components in the cell container a first active inventory part is placed in the cell container before the cells cover is attached to the cell container after which Attach the cell cover to the cell container Filling head unit against the upper end of the vent futters and the top end of the cell cover that the Venting lining is adjacent, is pressed and from the filling head unit a fluid into the cell is injected, the second active ingredient contains.

19. The method according to any one of claims 15 to 18, there characterized in that the sealing element by means of Press fit arranged in the vent chuck opening until another onset due to the presence its the ledge at the bottom of the sealing shaft is prevented.