DE3729612C2

DE3729612C2 - Electrode grid for lead accumulators

Info

Publication number: DE3729612C2
Application number: DE3729612A
Authority: DE
Inventors: Joachim Illmann; Klaus Gummelt; Peter Streuer
Original assignee: VARTA Batterie AG
Current assignee: Clarios Germany GmbH and Co KGaA
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2007-09-05
Also published as: DE3729612A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrodengitter für Bleiakkumulatoren mit einem rechteckigen Rahmen, einer ersten Schar von Stegen, die parallel zum oberen Plattenrand verlaufen, der mit der Plattenfahne versehen ist, und einer zweiten Schar von parallelen Stegen, die etwa in Richtung der Diagonalen zwischen Plattenfahne und gegenüberliegender Ecke des Gitterrahmens verlaufen, wobei die Diagonalstege, die im Bereich der Plattenfahne enden, einen engeren Abstand besitzen als die übrigen Diagonalstege.The invention relates to an electrode grid for lead acid batteries a rectangular frame, a first set of webs that run parallel run to the upper edge of the plate, which is provided with the plate flag, and a second group of parallel webs, which approximately in the direction of Diagonals between the plate flag and the opposite corner of the Lattice frames run, with the diagonal bars that are in the area end of the plate flag, have a closer distance than the other diagonal webs.

Die Akkumulatorentechnik kennt eine Vielzahl von Gitter- und Platten konstruktionen, die alle für sich in Anspruch nehmen, der Elektrode eine günstige Stromverteilung bei guter Masseausnutzung und dem Akkumu lator damit eine hohe Leistungsfähigkeit zu verleihen.The accumulator technology knows a variety of grids and plates constructions that all claim for themselves, the electrode one favorable power distribution with good mass utilization and the battery lator with a high performance.

Tatsächlich lassen sich die meist divergierenden Forderungen an ein Elektrodengitter schwer in Richtung auf einen optimalen Kompromiß hin vereinen. Sucht man einem zu großen Spannungsabfall innerhalb der Platte durch Einbringen von mehr Leitmaterial zur Masse zu begegnen, wird das Leistungsgewicht der Batterie vermindert. Umgekehrt stößt eine Durch setzung des Aktivmaterials mit immer feineren Stromleitgerüsten zwecks besserer Masseausnutzung im Falle des Bleiakkumulators auf zunehmende gießtechnische Probleme.In fact, the mostly divergent demands on one can Electrode grid heavy towards an optimal compromise unite. If you look for an excessive voltage drop within the plate Counteracting this by introducing more conductive material to the mass Power-to-weight ratio of the battery reduced. Conversely, pushes through Setting the active material with ever finer conductive structures for the purpose better mass utilization in the case of the lead accumulator on increasing casting problems.

Nicht zuletzt deswegen sind bis heute z.B. Startergitter mit einem gleichmäßigen rechteckigen Stegraster in Gebrauch, obwohl der ohmsche Widerstand eines solchen Elektrodengitters sich ungünstig verhält, weil der Strom in rechten Winkeln abgeleitet werden muß und die Stromwege sich verlängern. Zur Stromleitfahne hin konzentriert sich durch die gebündelten Ströme der elektrochemische Umsatz, und entsprechend unausgeglichen ist die Belastung der Elektrode.Not least because of this, e.g. Starter grid with one uniform rectangular web grid in use, although the ohmic Resistance of such an electrode grid behaves unfavorably because the current must be diverted at right angles and the current paths To prolong oneself. Concentrates towards the electricity flag through the bundled currents of electrochemical sales, and accordingly the load on the electrode is unbalanced.

Es wurde daher durch vielfältige Varianten der Gitteranordnung bereits versucht, den ohmschen Widerstand klein zu halten, indem man z.B. Gitterstege strahlenförmig auf die Stromleitfahne hin ausrichtete oder Verstärkung der Gitterstäbe und ggfls. auch des Rahmens in diesem Bereich berücksichtigte. It has therefore already been used through a variety of variants of the grid arrangement tries to keep the ohmic resistance low by e.g. Lattice webs aligned or radiating towards the current guide Reinforcement of the bars and if necessary. also the frame in this Area considered.

Das deutsche Gebrauchsmuster 73 44 640 zeigt ein Diagonalmuster, bei dem in einem rechteckigen Rahmen aus kurzen oberen und unteren Rahmenteilen, dagegen langen seitlichen Rahmenteilen eine parallel zu den langen Seiten des Rahmens verlaufende Schar von Stegen von einer zweiten Parallelschar von Stegen diagonal gekreuzt wird. Die in der oberen Rahmenecke, von der auch die Stromfahne ausgeht, sich treffen den Rahmenteile sind zur Fahne hin verstärkt. Ebenso weisen die Stege der ersten Parallelschar als Hauptrippen einen in Richtung vom Platten ende zum oberen, mit der Fahne versehenen Rahmenteil wachsenden Querschnitt auf. Bei diesem bekannten Gitter ist ebenfalls keine optimale Stromverteilung zur Fahne hin vorhanden.The German utility model 73 44 640 shows a diagonal pattern, at that in a rectangular frame made up of short top and bottom Frame parts, on the other hand long side frame parts one parallel to the long sides of the frame run of bridges of one second parallel share of webs is crossed diagonally. The in the meet the upper corner of the frame, from which the current flag also emanates the frame parts are reinforced towards the flag. The webs also point the first parallel coulter as main ribs one in the direction of the plates end growing towards the upper part of the frame provided with the flag Cross section on. This known grid is also not an optimal one Current distribution to the flag available.

Aus der US-PS 1 437 468 ist ein Gitter mit einer Schar von zum oberen Plattenrand parallelen Stegen und einer Schar von diagonalen Stegen bekannt. Bei diesem Gitter ist darüber hinaus das den oberen Plattenrand bildende Rahmenteil keilförmig in Richtung zur Fahne verstärkt.From US-PS 1 437 468 is a grating with a family from to the upper plate edge parallel webs and a bevy of diagonal webs known. With this Lattice is also the wedge-shaped part of the frame forming the upper plate edge in Direction towards the flag strengthened.

Aus der US-PS 4 555 459 ist ein Elektrodengitter zu entnehmen, welches die eingangs genannte Anordnung von Gitterstegen besitzt.From US-PS 4 555 459 an electrode grid can be seen, which the input has said arrangement of bars.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Akkumulatorengitter anzugeben, dessen Stegverteilung und Rahmengestaltung so ausgebildet ist, daß auch bei geringen Gitterdicken von ca. 1 mm die Stromdichteverteilung bei Hochstrombelastung über die Elektrodenfläche gleichmäßig ist. Darüber hinaus soll das Gitter maschinell gießbar und weiterverarbeitbar sein.The invention has for its object a battery grid specify the web distribution and frame design so designed is that even with small grid thicknesses of approx. 1 mm Current density distribution under high current load over the electrode surface is even. In addition, the grid should be machine-castable and be processable.

Die Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.The task is with the in the characterizing part of claim 1 specified measures solved.

Ein Elektrodengitter gemäß Erfindung ist in der Figur dargestellt.An electrode grid according to the invention is shown in the figure.

Es besitzt ebenfalls eine Diagonalstruktur, zusammengesetzt aus einer ersten Parallelschar von Stegen 1, die mit dem oberen bzw. unteren Plattenrand gleichgerichtet ist, und einer diagonal verlaufenden zweiten Parallelschar von Stegen 2. Beim erfindungsgemäßen Gitter sind sämtliche Stege von gleichmäßiger Dicke. Die Diagonalstege 2, welche im Bereich der Plattenfahne 3 enden, besitzen einen geringeren gegenseitigen Abstand als die übrigen Diagonalstege 2. Das von den Diagonalstegen aufgespannte Teilgitter weist dadurch innerhalb eines Feldes mit der Breite 6, das sich etwa zwischen Fahne und gegenüberliegender Ecke des Gitterrahmens erstreckt, eine engere Teilung auf. Erfindungsgemäß soll die Anzahl der Diagonalstege mit engerem Abstand 10% bis 30%, vorzugsweise 20% aller Diagonalstege betragen.It also has a diagonal structure, composed of a first parallel family of webs 1 , which is aligned with the upper or lower plate edge, and a diagonally running second parallel family of webs 2 . In the lattice according to the invention, all webs are of uniform thickness. The diagonal webs 2 , which end in the area of the plate flag 3 , have a smaller mutual distance than the other diagonal webs 2 . The partial lattice spanned by the diagonal webs thus has a narrower division within a field with the width 6 , which extends approximately between the flag and the opposite corner of the lattice frame. According to the invention, the number of diagonal webs with a closer spacing should be 10% to 30%, preferably 20%, of all diagonal webs.

Der Abstand zwischen diesen im Bereich der Plattenfahne endenden Diagonalstegen sollte erfindungsgemäß um 10% bis 30%, vorzugsweise um 20% gegenüber den übrigen Diagonalenabständen kleiner sein.The distance between these ends in the area of the plate flag According to the invention, diagonal webs should be around 10% to 30%, preferably around 20% smaller than the other diagonal distances.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Verstärkung des den oberen Plattenrand bildenden Rahmenteils 4 und des seitlichen Rahmenteils 5 vorgesehen, derart, daß beide Rahmenteile in Richtung zur Fahne hin, welche am Rahmenteil 4 ansetzt, keilförmig verdickt sind.In a further advantageous embodiment of the invention, a reinforcement of the frame part 4 forming the upper plate edge and of the lateral frame part 5 is provided such that both frame parts are thickened in a wedge shape in the direction of the flag which attaches to the frame part 4 .

Von dieser Dickenzunahme ist das Rahmenteil 4 etwa zu 60% bis 80%, vorzugsweise 75% seiner Gesamtlänge, das Rahmenteil 5 dagegen in ganzer Länge erfaßt.From this increase in thickness, the frame part 4 is approximately 60% to 80%, preferably 75% of its total length, whereas the frame part 5 is covered over its entire length.

Die Dickenzunahme wird über eine Querschnittsverbreiterung der Rah menteile nach innen, d.h. zu Lasten der Gitterfläche, erreicht. Dies hat den Vorteil, daß sich an dem rechteckigen Umriß der Platte, der für den exakten Einbau wichtig ist, nichts ändert.The increase in thickness is a cross-sectional broadening of the Rah mental parts inwards, i.e. at the expense of the grid area. this has the advantage that the rectangular outline of the plate, which for the exact installation is important, nothing changes.

Ein erfindungsgemäßes Elektrodengitter weist im Fahnenbereich an den dort zusammentreffenden Rahmenteilen einen Dickenzuwachs vom 2- bis 4-fachen, vorzugsweise dem 3-fachen der Dicke der nicht verstärkten Rahmenteile auf.An electrode grid according to the invention points in the flag area there coinciding frame parts a thickness increase from 2 to 4 times, preferably 3 times the thickness of the non-reinforced Frame parts.

example

Ein Elektrodengitter von der Größe 100 mm×150 mm und der Gesamt dicke 1,2 mm besitzt in einer besonders vorteilhaften Ausführung gemäß Erfindung und in Übereinstimmung mit der Fig. 11 parallel zum oberen Plattenrand verlaufende äquidistante Stege und 26 diagonal verlaufende parallele Stege, wobei der Kreuzungswinkel etwa 35° beträgt. Der Ab stand zwischen den Stegen der ersten Parallelschar beträgt 8,5 mm, der Abstand der diagonalen Stege in den Randbezirken des Gitterfeldes beträgt 6 mm, im diagonalen Einzugsbereich der Fahne nur 5 mm. Das obere und seitliche Rahmenteil ist bis zur Fahne hin durch keilförmige Verbreiterung von 2,5 mm auf 7,5 mm verstärkt.In a particularly advantageous embodiment according to the invention and in accordance with FIG. 11, an electrode grid of the size 100 mm × 150 mm and the total thickness 1.2 mm has equidistant webs running parallel to the upper plate edge and 26 diagonally running parallel webs, the Crossing angle is about 35 °. The distance between the webs of the first parallel coulter is 8.5 mm, the distance between the diagonal webs in the peripheral areas of the grid field is 6 mm, in the diagonal feed area of the flag only 5 mm. The upper and side frame part is reinforced up to the flag by wedge-shaped widening from 2.5 mm to 7.5 mm.

Mit der erfindungsgemäßen Gitterstruktur werden zusätzliche direkte Stromwege zum Fahnenableiter ohne Verstärkung zumindest eines Teils der Gitterstege erschlossen und dabei auch das der Fahne fernliegende Aktivmaterial unter gleichmäßiger Strombelastung besser erfaßt. Pastierte Elektrodenplatten auf Basis des neuen Gitters zeigen eine ebenso gute Leitfähigkeit wie vergleichbare Platten nach gegenwärtigem Fertigungsstandard, obwohl der Bleieinsatz bei den neuen Platten geringer ist. Beim Pastieren, Trimmen und Schneiden zeichnen sich die erfindungsgemäßen Gitter durch eine bessere Stabilität aus.With the lattice structure according to the invention additional direct Current paths to the flag arrester without reinforcement of at least one part the lattice bars are opened up and the one that is distant from the flag Active material under a constant current load better grasped. Pasted electrode plates based on the new grid show one just as good conductivity as comparable plates according to the current one Manufacturing standard, although the use of lead in the new plates is lower is. They stand out when pasting, trimming and cutting inventive grid from better stability.

Claims

1. Electrode grid for lead accumulators with a rectangular frame, a first set of webs that run parallel to the upper plate edge, which is provided with the plate flag, and a second set of webs, which approximately in the direction of the diagonal between the plate flag and the opposite corner of the grid frame run, the diagonal webs, which end in the area of the plate flag, have a closer distance than the other diagonal webs, characterized in that the number of diagonal webs which are closer together is 10% to 30% of all diagonal webs, and that the distance between them Diagonal bars is 10% to 30% smaller than between the other diagonal bars.

2. Electrode grid according to claim 1, characterized in that the number of the closely spaced Diagonal webs is 20% in all diagonal webs, and that the Distance between these diagonal bars is 20% smaller than between the other diagonal bars.

3. Electrode grid according to claim 1 or 2, characterized in that the upper Frame part forming the plate edge and the frame part near the flag wedge-shaped towards the flag and increasingly reinforced inwards.

4. Electrode grid according to claim 3, characterized in that the increase in thickness of the upper frame part over 60% to 80%, preferably 75% its length and that of the side frame part over its entire length Length extends.

5. Electrode grid according to claims 3 and 4, characterized in that the lattice frame in the flag area by 2 to 4 times, preferably 3 times is thicker than on the non-reinforced frame sections.