DE3922217A1 - Elektrische batterie bzw. batteriezelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Batterie bzw. Batteriezelle mit einem aus im Abstand voneinander in einem Gehäuse angeordneten Platten bestehenden Elektrodenpaket und zwischen benachbarten, unterschiedliche Polaritäten aufweisenden Platten angeordneten, formstabilen porösen Separatoren, deren seitlich über die Platten vorstehende Längskantenbereiche abgewinkelt sind.

Bei einer bekannten Batterie dieser Art (DE-PS 30 45 479), die die Form einer Starterbatterie hat, ist das Abwinkeln von zu Taschen zusammengefaßten Separatoren in den Längskantenbereichen beschrieben, um auf diese Weise die Gehäusegröße zu verringern bzw. die Gehäusebreite besser ausnutzen zu können. Dazu werden die Längskantenbereiche aller Separatortaschen in der gleichen Richtung abgewinkelt. In der Vorveröffentlichung ist auch erwähnt, daß die Abwinklungen bei formstabilen Separatoren vorgenommen werden können, und es ist davon auszugehen, daß auch in diesem Fall die Längskantenbereiche aller formstabilen Separatoren in der gleichen Richtung abgewinkelt werden.

Bei einer formstabile Separatoren aufweisenden bekannten Batterie dieser Art ergibt sich unvermeidbar zwischen der freien Kante des abgewinkelten Längskantenbereichs des einen Separators und dem benachbarten Separator ein Spalt, durch den hindurch im Betrieb herausgelöste Bleiteilchen, Bleisalz oder Bleioxide sich im allgemeinen an der negativen Platte ablagern können ("Mossing"), so daß diese Ablagerungen sogar durch den Spalt nach außen "wachsen" und den Separator herum zu Kurzschlüssen führen können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Batterie bzw. Batteriezelle zu schaffen, bei der auf einfache Weise das Entstehen von Ablagerungen an den negativen Platten und damit das "Wachsen" dieser negativen Platten verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Batterie bzw. Batteriezelle erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die beiden jeweils benachbart zu einer Platte der einen Polarität, vorzugsweise einer negativen Platte angeordneten Separatoren in Richtung auf diese Platte abgewinkelt sind und daß die Abwinklungen der beiden Separatoren auf den jeweils anderen Separator zu gerichtet sind und einander im Bereich der Seitenkanten dieser Platte überlappen, wobei die Abwinklungen vorzugsweise unter 90° zum Hauptkörper des Separators verlaufen.

Durch die "gegensinnige" Abwinklung benachbarter Separatoren und die Überlappung dieser Abwinklungen im Bereich der Längskanten der umschlossenen Platte wird durch die Separatoren eine Art Labyrinthdichtung gebildet, durch die hindurch praktisch keine im Betrieb herausgelösten Teilchen um den Separator bzw. um die Separatoren herumwachsen können, so daß auf einfache Weise die Entstehung von Kurzschlüssen durch "Mossing" verhindert wird.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die Höhen aller Abwinklungen gleich sind.

Sind die Höhen der Abwinklungen im wesentlichen gleich dem Abstand zweier benachbarter, zwischen sich eine negative Platte aufweisender Separatoren, so ergibt sich eine sehr großflächige Überlappung der Abwinklungen und damit eine besonders gute Abdichtwirkung.

Die Separatoren können zumindest an der der negativen Platte abgewandten Seite Stützvorsprünge, etwa in Form von parallel zu den Seitenkantenbereichen verlaufende Rippen aufweisen, mit denen sich die Separatoren an der jeweils benachbarten positiven Platte abstützen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Ansicht und teilweise im Schnitt eine Batteriezelle mit einer Anordnung aus Elektrodenplatten und Batteriescheidern mit einem gestrichelt angedeuteten Batteriegehäuse.

Fig. 2 zeigt in auseinandergezogener Darstellung eine Elek­ trodenplatte und zwei Batteriescheider.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3 aus Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Batteriezelle ist in einem Gehäuse 40 mit einer Abdeckung 41 ausgebildet, und in diesem Gehäuse befinden sich in üblicher Anordnung abwechselnd negative Elektrodenplatten 20 und positive Elektrodenplatten 30, die im Abstand voneinander angeordnet sind und mit ihren Hauptebenen parallel zueinanderliegen. Wie angedeutet, sind die nach oben geführten Anschlußbereiche 21 der negativen Elektrodenplatten 20 über eine Querverbindung 22 zusammenge­ faßt, von der aus ein Anschluß 23 durch den Deckel 41 des Gehäuses 40 geführt ist. Entsprechend sind in nicht darge­ stellter Weise Anschlüsse und Verbindungen für die positiven Elektrodenplatten 30 vorhanden.

Zwischen den benachbarten Elektrodenplatten befinden sich noch zu beschreibende formstabile bzw. plattenförmige Batterie­ scheider 1, 10, die porös sind, so daß der im Gehäuse 40 vorhandene Elektrolyt durch sie hindurchtreten kann und sie die elektrochemischen Vorgänge beim Laden und Entladen der Batteriezelle nicht oder zumindest nur geringfügig beeinträch­ tigen. Materialien für derartige Batteriescheider sind bekannt. So eignen sich beispielsweise zur Herstellung dieser Batteriescheider Polyethylen, Polypropylen oder Polyvinylchlorid unter Zusatz anorganischer Füllstoffe wie amorpher Kiesel­ säuren. Insbesondere wird bei der Herstellung von Batterie­ scheidern in großem Umfang hochmolekulares Polyethylen verwendet.

Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, weisen die formstabilen Batteriescheider 1, 10 an ihren Rückseiten, also an ihren im montierten Zustand der negativen Elektroden­ platte 20 zugewandten Seite in Längsrichtung verlaufende Rippen 2, 12 auf, und ihrer Rückseite entsprechend verlaufende Stützrippen 6, 16 auf. Die Stützrippen 6, 16 kommen im montierten Zustand zur abstützenden Anlage an der positiven Elektrodenplatte 30. Die äußeren Längskantenbereiche 3, 4 bzw. 13, 14 der Batteriescheider 1, 10 sind von der jeweiligen, die Rippen 2 bzw. 12 tragenden Rückseite vorstehend im wesentlichen um 90° abgewinkelt, wobei in diesen abgewinkelten Längskanten­ bereichen keine Rippen ausgebildet sind. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Längen der Abwinklungen 3, 4 bzw. 13, 14 so gewählt, daß sich die Abwinklungen 3, 4 und 14, 13 der Batteriescheider 1 und 10 im montierten Zustand überlappen (Fig. 3), wodurch die Längskanten der negativen Elektrodenplatte 20 nach Art einer Labyrinthdichtung vollständig von Batteriescheidermaterial überdeckt sind.

Es sei erwähnt, daß es selbstverständlich auch möglich ist, die zu beiden Seiten einer Elektrodenplatte anzuordnenden Batteriescheider gleich auszubilden, wobei dann die lichte Weite zwischen den Abwinklungen 3 und 4 des Batteriescheiders 1 um mindestens die Materialstärke einer dieser Abwinklungen größer sein muß als die Breite der Elektrodenplatte, damit die zu beiden Seiten der Elektrodenplatte vorzusehenden Batterie­ scheider so angeordnet werden können, daß die Abwinklung des einen (ersten) Batteriescheiders benachbart zu einer Seiten­ kante der umschlossenen Elektrodenplatte und die Abwinklung des anderen (zweiten) Batteriescheiders an der anderen Seiten­ kante der umschlossenen Elektrodenplatte benachbart zu dieser liegt, während dort die entsprechende Abwinklung des einen (ersten) Batteriescheiders außerhalb der Abwinklung des anderen (zweiten) Batteriescheiders liegt.

Claims (7)

1. Elektrische Batterie bzw. Batteriezelle mit einem aus im Abstand voneinander in einem Gehäuse (40) angeordneten Platten (20, 30) bestehenden Elektrodenpaket und mit zwischen benachbarten, unterschiedliche Polaritäten auf­ weisenden Platten (20; 30) angeordneten formstabilen, porösen Separatoren (1, 10), deren seitlich über die Platten (20, 30) vorstehenden Längskantenbereiche (3, 4; 13, 14) abgewinkelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden jeweils benachbart zu einer Platte (20) der einen Polarität angeordneten Separatoren (1, 10) in Richtung auf diese Platte (20) abgewinkelt sind und daß die Abwink­ lungen der beiden Separatoren (1; 10) auf den jeweils anderen Separator zu gerichtet sind und einander im Bereich der Seitenkanten dieser Platte (20) überlappen.

2. Batterie bzw. Batteriezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (20) negative Polarität hat.

3. Batterie bzw. Batteriezelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskantenbereiche (3, 4; 13, 14) der Separatoren (1; 10) unter im wesentlichen 90° abgewinkelt sind.

4. Batterie bzw. Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen aller Abwink­ lungen (3, 4, 13, 14) gleich sind.

5. Batterie bzw. Batteriezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen der Abwinklungen im wesentlich gleich dem Abstand zweier benachbarter, zwischen sich eine Platte aufweisender Separatoren sind.

6. Batterie bzw. Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Separatoren (1; 10) zumindest an der der negativen Platte (20) abgewandten Seite Stützvorsprünge (6; 16) aufweisen.

7. Batterie bzw. Batteriezelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorsprünge aus parallel zu den Längskantenbereichen (3, 4; 13, 14) verlaufenden Rippen (6; 16) bestehen.