DE4240337C2 - Elektrochemischer Speicher und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Elektrochemischer Speicher und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Speicher gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Ver
fahren zu dessen Herstellung gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 23.
Der gattungsgemäß zugrundegelegte elektrochemische Speicher
weist aufeinandergestapelte Elektrodenplatten unterschied
licher Polarität auf, wobei eine jede Elektrodenplatte aus ei
ner Stromableiterfahne mit an ihrem einen Endbereich angeord
neten Elektrodengerüst gebildet ist. Die Elektrodenplatten sind
wechselweise zu einem Elektrodenstapel aufeinandergeschichtet,
wobei zwischen Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität
Separatoren und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektroden
platten gleicher, negativer Polarität Rekombinatoren angeordnet
sind und wobei polaritätsgleiche Elektrodenplatten über eine
Polbrücke elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Zur
elektrischen Verbindung der Elektrodenplatten gleicher Polari
tät werden die Stromableiterfahnen entlang eines an ihrem End
bereich angeordneten Anschweißrandes mit der Polbrücke
widerstandselektrisch angeschweißt. Zur Vereinfachung der Ver
schweißung sind die Anschweißränder der Stromableiterfahnen
quer zur Flachseite der sonstigen Stromableiterfahne, vorzugs
weise um einen Winkel von ca. 90° gebogen, wobei zur Verbesse
rung des Schweißresultates der Anschweißrand mit Schweißnoppen
versehen ist. Trotz dieser Schweißnoppen kommt es immer wieder
zu Fehl- bzw. schlechten Schweißungen, die insbesondere bei
qualitativ hochwertigen elektrochemischen Speichern, wie bspw.
Batterien für den Weltraum, Ausschuß bedeuten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäß zugrunde
legten elektrochemischen Speicher dahingehend weiterzuent
wickeln, daß der Ausschuß bei der Verschweißung der Stromab
leiterfahnen mit der Polbrücke verringert ist. Ferner ist ein
Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem elektrochemischen
Speicher mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und
bzgl. des Verfahrens mit den kennzeichnenden Verfahrensschrit
ten des Anspruchs 23 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Aus
bildung der Stromableiterfahne und der Polbrücke weist die
einfach herzustellende Verschweißung der Polbrücke mit den An
schweißrändern der Stromableiterfahne eine hohe Festigkeit und
geringe Übergangswiderstände auf, wobei diese Eigenschaften
selbst bei starken Vibrationsbelastungen des elektrochemischen
Speichers gewährleistet sind.
Ein weiterer Vorteil ist, daß bei einer Schweißverbindung der
Polbrücke und der Stromableiterfahne gegenüber einer Schraub
verbindung mehrere Bauteile eingespart werden und damit die
Masse des Speichers reduziert ist, die Bauhöhe des Speichers
verringert ist und der Übergangswiderstand zwischen Stromab
leiterfahne und Polbrücke geringer ist. Produktionsseitig er
gibt sich noch der Vorteil, daß die Herstellung des
erfindungsgemäßen Speichers automatisierbar ist, da u. a. die
Schweißzonen nach der Montage des Zellstapels leicht zugänglich
sind. Dadurch ergeben sich, trotz einer höheren Qualität des
elektrochemischen Speichers und trotz eines geringeren Aus
schusses bei der Produktion, geringere Kosten bei der Herstel
lung des elektrochemischen Speichers und eine kürzere Ferti
gungszeit.
Sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü
chen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgen
den erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der Polbrücke,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Polbrücke nach Fig. 1,
Fig. 3 die Ansicht auf einen oberen Endbereich einer Strom
ableiterfahne,
Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung der Stromableiterfahne
nach Fig. 3 im Bereich ihres Anschweißrandes,
Fig. 5 einen Schnitt durch Fig. 4 entlang der Linie V-V,
Fig. 6 einen mit durch Aussparungen voneinander beabstande
ten Zungen versehenen Anschweißrand einer Stromab
leiterfahne,
Fig. 7 einen mit durch Materialrücknahmen voneinander beab
standeten Schweißnoppen versehenen Anschweißrand einer
Stromableiterfahne,
Fig. 8 einen Elektrodenstapel mit durch Querstege einer posi
tiven Polbrücke hindurchgesteckten Stromableiterfah
nen vor der Verschweißung, wobei die Stromableiter
fahnen parallel zu einer Flachseite ihres jeweiligen
Elektrodengerüstes ausgerichtet sind,
Fig. 9 einen Elektrodenstapel mit durch Querstege der nega
tiven Polbrücke hindurchgesteckten Stromableiterfah
nen vor der Verschweißung, wobei die Stromableiter
fahnen gegen eine Flachseite ihres jeweiligen
Elektrodengerüstes geneigt sind,
Fig. 10 eine auf die vom Elektrodenstapel abliegende Flach
seite der Polbrücke angelegte Schweißnoppe eines
Anschweißrandes einer Stromableiterfahne,
Fig. 11 eine Schweißverbindung zwischen einer Polbrücke und
einem Anschweißrand einer Stromableiterfahne nach
Fig. 10 und
Fig. 12 eine Schweißverbindung zwischen einer mit Noppen
versehenen Polbrücke und einem Anschweißrand einer
Stromableiterfahne.
Nachfolgend wird zuerst eine Ausbildung einer Polbrücke 1
(Fig. 1 und 2), dann eine Ausbildung einer zugehörigen Strom
ableiterfahne 2 (Fig. 3 bis 5) und anschließend zwei ge
meinsame Anordnungen von Polbrücke 1 und mehreren zu einem
Elektrodenstapel 5 aufeinandergestapelten Stromableiterfahnen 2
(siehe Fig. 8 und 9) beschrieben. Die gemeinsamen Anordnun
gen sind in eine Anordnung positiver Polarität (Fig. 8) und in
eine Anordnung negativer Polarität (Fig. 9) unterteilt. Durch
die gegenseitigen Abhängigkeiten in der Gestaltung der Polbrücke
1 und der Stromableiterfahne 2 sind Rückbeziehungen, bzw. Vor
ausgriffe auf das jeweilige andere Element unvermeidlich.
In Fig. 1 ist die Seitenansicht einer Polbrücke 1 und in Fig.
2 deren Aufsicht dargestellt. Die aus Kostengründen aus ver
nickeltem Stahl gefertigte Polbrücke 1 weist mehrere durch
randseitig offene Querschlitze 3, 3′ voneinander beabstandete
Stege 10 auf, die an einem massiven Mittelteil der Polbrücke 1
angeordnet sind. Die Stege 10 weisen zur Längsmittellinie 8 des
massiven Mittelteiles der Polbrücke 1 etwa einen rechten Winkel
auf, wobei sie ferner beidseitig des massiven Mittelteiles zu
einander
fluchten und nach außen abragen. Zum besseren Verständnis ist
noch der sinnvollerweise am massiven Mittelteil angeschweißte
Polbolzen der Polbrücke 1 strichliniert eingezeichnet.
Für eine einfache und eindeutige Anordnung von Stromableiter
fahnen 2 einer Polarität ist es von Vorteil, wenn die entlang
der einen Seite der Polbrücke 1 angeordneten Querschlitze 3
länger als die entlang der anderen Seite der Polbrücke 1 ange
ordneten Querschlitze 3′ ausgebildet sind.
Um über eine genügende Fläche zur späteren Verschweißung der
Stromableiterfahnen 2 mit den Stegen 10 der Polbrücke 1 zu
verfügen, entspricht die Breite der zwischen zwei benachbarten
Querschlitzen 3, 3′ liegenden Stege 10 dem 10- bis 25-fachen der
Dicke der Stromableiterfahnen 2.
Des weiteren sind die Querschlitze 3, 3′ auf der dem Elektro
denstapel 5 zugekehrten Flachseite 6 der Polbrücke 1 ange
schrägt, womit das Einstecken eines oberen Endbereiches 4 einer
Stromableiterfahne 2 eines Elektrodenstapels 5 erleichtert
ist. Mit dieser Maßnahme ist gleichzeitig auch die Masse der
Polbrücke 1 verringert.
Die Polbrücke 1 kann auch nur auf einer Seite Querschlitze
aufweisen, wobei in diesem nicht dargestellten Falle die
Stromableiterfahnen 2 randseitig eingeschoben werden können.
Hierbei ist es sinnvoll, die Stege 10 in einer das seitliche
Einschieben erleichternden Weise randseitig anzuschrägen.
In Fig. 3 ist eine zu der Polbrücke 1 nach Fig. 1 und 2 zu
gehörige Stromableiterfahne 2 dargestellt. Die Stromableiter
fahne 2 weist an ihrem freien, oberen Endbereich 4 zwei Fah
nenzungen 9, 9′ die beim späteren Zusammenbau den gegenüberlie
genden Querschlitzen 3, 3′ der Polbrücke 1 zugeordnet sind. An
den Fahnenzungen 9, 9′ ist der Anschweißrand 7 der Stromablei
terfahne 2 angeordnet, der mit Schweißnoppen versehen ist. Da
mit die Anschweißränder 7 der Stromableiterfahnen 2 im Bereich
der Querschlitze 3, 3′ nicht überstehen, entspricht die
Erstreckung der Anschweißränder 7 dem in Richtung und auf Höhe
der Querschlitze 3, 3′ gemessenen Außenmaß der Polbrücke 1. Die
Schweißnoppen sind als vollwandige Materialaufwölbungen 13
ausgebildet. Die Materialaufwölbungen 13 weisen, wie in den
Fig. 4 und 5 dargestellt, einen Durchbruch auf, von dessen
Rändern Blechlappen abragen, die quer zur anzuschweißenden
Flachseite des Anschweißrandes 7 ausgerichtet sind und die ei
nen Zahnkranz bilden.
Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, können die Schweißnop
pen auch als durch Aussparungen 11 oder durch Materialrücknah
men 12 voneinander beabstandete Zungen 17 ausgebildet sein,
wobei die Materialrücknahmen 12 tiefer sind als das Senkungsmaß
beim Anschweißen des Anschweißrandes 7 an die Polbrücke 1.
Damit ein mit Schweißnoppen 13 versehener Anschweißrand 7 durch
den ihm zugeordneten Querschlitz 3, 3′ der Polbrücke 1 bis über
die von dem Elektrodenstapel 5 abliegende Flachseite 6 einge
steckt werden kann, entspricht die parallel zur Flächensenk
rechten einer eingesteckten Stromableiterfahne 2 gemessene
lichte Weite der Querschlitze 3, 3′ zumindest der Dicke der
Stromableiterfahne 2 plus der Höhe der Schweißnoppen über der
Stromableiterfahne 2. Insbesondere beträgt diese lichte Weite
der Querschlitze 3, 3′ das 7- bis 18-fache der Dicke der Strom
ableiterfahnen 2, wobei die Stromableiterfahnen 2 eine Dicke
zwischen 0.1 mm und 1.0 mm aufweisen.
In den Fig. 8 und 9 ist ein elektrochemischer Speicher ohne
Speichergehäuse dargestellt, wobei die Darstellung nach Fig. 8
die Anbringung der positiven Elektrodenplatten 15 und Fig. 9
die Anbringung der negativen Elektrodenplatten 15 an die je
weils zugehörige Polbrücke 1 betrifft.
Der in den Fig. 8 und 9 dargestellte elektrochemische Spei
cher weist einen Elektrodenstapel 5 auf, der aus wechselweise
aufeinandergestapelten Elektrodenplatten 15 unterschiedlicher
Polarität gebildet ist, wobei eine jede Elektrodenplatte 15 ein
Elektrodengerüst mit daran angeschweißter Stromableiterfahne 2
aufweist. Die einzelnen gleichpoligen Stromableiterfahnen 2 des
Elektrodenstapels 5 sind durch ein widerstandselektrisches
Verschweißen ihren Anschweißrändern 7, die an dem jeweiligen,
freien Endbereich 4 einer jeden einzelnen Stromableiterfahne 2
angeordnet sind, mit einer Polbrücke 1 elektrisch leitend ver
bunden, wobei die Polbrücke 1 parallel zu dem Elektrodenstapel
5 und quer zur Flachseite 14 der Stromableiterfahnen 2 ver
läuft.
Die Fahnenzungen 9, 9′ der Stromableiterfahnen 2 der positiven
Elektrodenplatten 15 sind durch die Querschlitze 3, 3′ der po
sitiven Polbrücke 1 hindurchgesteckt, wobei die positiven
Stromableiterfahnen 2 ungefähr parallel zur Flachseite der zu
gehörigen Elektrodengerüste und im rechten Winkel zur Polbrücke
1 und zum Elektrodenstapel 5 ausgerichtet sind. Dies ist daher
von Vorteil, da die Elektrodengerüste, insbesondere in Faser
strukturbauweise, dann im Bereich der Anschweißung der
Stromableiterfahne 2 durch keine bzw. nur geringfügig durch
eine Scherspannung belastet sind. Hierzu ist es sinnvoll, die
in die Querschlitze 3, 3′ eingesteckten und vom Elektrodenstapel
5 im wesentlichen senkrecht nach oben ragenden Stromableiter
fahnen 2 mit ihrem oberen Endbereich 4 an der linken oder an
der rechten Seite der Stege 10 anzulegen.
Die Fahnenzungen 9, 9′ nebeneinander angeordneter und nur durch
einen zwischengelegten Rekombinator 19 voneinander beabstan
deter Stromableiterfahnen 2 der negativen Elektrodenplatten 4
hingegen sind an ihrem polbrückenseitigen freien Endbereich 4
zusammengeführt und meist zu zweit durch einen ihnen zugeord
neten Querschlitz 3, 3′ der negativen Polbrücke 1 hindurchge
steckt. Beiden Fällen ist gemeinsam, daß die jeweiligen mit
Schweißnoppen versehenen Anschweißränder 7 der jeweiligen
Stromableiterfahnen 2 über die vom Elektrodenstapel 5 abwei
sende Flachseite 6 der zugehörigen Polbrücke 1 hinausragen und
daß auf der vom Elektrodenstapel 5 abliegenden Flachseite 6 der
jeweils zugeordneten Polbrücke 1 die Stromableiterfahnen 2
widerstandselektrisch verschweißt sind.
Des weiteren ist es günstig, die Polbrücken 1 mit einem gegen
über den angrenzenden Stegen 10 dickeren Steg 10 zu versehen,
an dem eine Stromableiterfahne 2 am linken Rand und die
nächstfolgende Stromableiterfahne 2 gleicher Polarität am
rechten Rand anliegt, damit nach dem Umbiegen der Stromablei
terfahnen 2 auf die vom Elektrodenstapel 5 abliegenden Flach
seite 6 der Stege 10 von der Polbrücke 1 kein Anschweißrand 7
übersteht.
Da die Fahnenzungen 9, 9′ einer Stromableiterfahne 2 durch eine
Ausnehmung voneinander beabstandet sind, wird diese sinn
vollerweise derart ausgebildet, daß die Ausnehmung beim Ein
stecken der Fahnenzungen 9, 9′ in die zugeordneten Querschlitze
3, 3′ einen die Einstecktiefe der Stromableiterfahne 2 begren
zenden Anschlag bildet und daß die Breite der Ausnehmung etwa
der Breite des massiven Mittelteiles der Polbrücke 1 plus einem
das Einstecken erleichternden Übermaß entspricht.
Die Anzahl der den einzelnen Stromableiterfahnen 2 zugeordneten
Querschlitze 3, 3′ ist um zwei kleiner, als die gesamte Anzahl
der positiven Elektrodenplatten 15, womit die äußeren positiven
Stromableiterfahnen 2 jeweils an die ihnen zugeordnete und
leicht zugängliche, freie Außenseite der äußeren Stege 10 an
gelegt werden können. Ferner ist es sinnvoll, die Erstreckung
der Polbrücke
in diese Richtung derart zu bemessen, daß die
Enden 16, 16′ der Polbrücke 1 nicht über die Begrenzungen des
Elektronenstapels 5 hinausragen, womit der Elektrodenstapel 5
gut in das Speichergehäuse eingepreßt werden kann. Als gutes
Maß hat sich hierbei ein Überstand ergeben, der dem Zwei- bis
Fünfzehnfachen der Dicke der Stromableiterfahne 2 entspricht.
Die Polbrücken 1 werden im vorliegenden Beispiel entweder vor
oder nach dem Einbringen des Elektronenstapels 5 in das Spei
chergehäuse auf die Stromableiterfahnen 2 gesteckt und dann
angeschweißt.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen elektrochemischen
Speichers wird im folgenden beschrieben und ist in den Fig.
10 und 11 prinzipiell dargestellt. Nachdem die Elektrodenge
rüste mit den Stromableiterfahnen 2 zu Elektrodenplatten 15
verschweißt und vollständig für den Zusammenbau präpariert
sind, werden die Elektrodenplatten 15 unter Zwischenlegung
verschiedener Teile, wie Separatoren 18, Rekombinatoren 19
usw. quer zu ihren Flacheisen zu einem Elektrodenstapel 5
aufeinandergestapelt und der Elektrodenstapel 5 außenseitig
mit der Stapelisolierung 20 isoliert.
Die freien Endbereiche 4 der Stromableiterfahnen 2 werden der
art in die Querschlitze 3, 3′ der ihrer Polarität entsprechenden
Polbrücke 1 eingesteckt, daß die Anschweißränder 7 der Strom
ableiterfahnen 2 an der von dem Elektrodenstapel 5 abliegenden
Flachseite 6 der Stege 10 bzw. der Polbrücke 1 überstehen. An
schließend werden die Anschweißränder 7 in Richtung der anzu
schweißenden Flachseite 6 der Polbrücke 1 auf die Stege 10 ge
bogen und daran festgeschweißt.
Damit nach dem Verschweißen der Stromableiterfahne 2 auf der
vom Elektrodenstapel 5 abliegenden Flachseite 6 der Stege 10
kein Anschweißrand 7 übersteht, ist es zweckmäßig, den An
schweißrand 7 zumindest einer im Elektrodenstapel 5 endseitig
liegenden Stromableiterfahne 2 in Richtung eines Steges 10 um
zubiegen, der von einem anderen Anschweißrand 7 bereits über
griffen ist.
Um gute Resultate bei der Schweißung zu realisieren, werden die
Anschweißränder 7 mit vollwandigen Schweißnoppen versehen, die
durch ein Durchstoßen der Stromableiterfahne 2 im Bereich des
Anschweißrandes 7 angebracht werden, wobei die durchstoßenen
Blechlappen die Seiten der Schweißnoppen bilden. Die Blechlap
pen weisen zu der anzuschweißenden Flachseite 14 der Stromableiterfahne
2 einen Winkel zwischen 75° und 105°, insbesonders
ungefähr 90°, auf. Ihr Innendurchmesser beträgt zwischen 0,5 mm
und 2,0 mm und der gegenseitige Abstand der einzelnen Schweiß
noppen zueinander beträgt zwischen dem 1,3- und 5-fachen ihres
Außendurchmessers.
Wie insbesondere aus Fig. 10 ersichtlich ist, liegen i. a. vor
dem Fließen des Schweißstromes die ausgestoßenen Blechlappen
einer Materialaufwölbung 13 ungefähr in der Mitte der Stege 10
auf der zu verschweißenden Flachseite 6 der Polbrücke 1 an. Bei
fließendem Schweißstrom schmilzt das Material der Blechlappen,
der Anschweißrand 7 wird zur Anlage auf der zu verschweißenden
Flachseite 6 angelegt und verschweißt mit dieser (siehe Fig.
11). Eine andere Möglichkeit zur Anbringung von Schweißnoppen
ist es, in den Anschweißrändern 7 Aussparungen 11 auszustanzen
und dadurch voneinander beabstandete Zungen 17 freizulegen.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausbildung der Schweißverbindung
zwischen der Polbrücke 1 und dem Anschweißrand 7 einer Strom
ableiterfahne 2 beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unter
scheidet sich von den vorhergegangenen dadurch, daß hierbei die
von dem Elektrodenstapel 5 abliegende Flachseite 6 der Pol
brücke 1 mit Anschweißnoppen 21 versehen ist. Dadurch ergibt
sich eine nochmals vereinfachte Schweißung.
Bei der vorgestellten Art der Verschweißung ist es von beson
derem Vorteil, daß die Stromableiterfahnen 2 unabhängig vom
Fortschritt des Stapelaufbaues des Elektrodenstapels 5 mit der
Polbrücke 1 verschweißt werden können.
Claims (29)
1. Elektrochemischer Speicher mit wechselweise aufeinander gestapelten
Elektrodenplatten unterschiedlicher Polarität, wobei
eine jede Elektrodenplatte aus einem Elektrodengerüst mit daran
angeordneter Stromableiterfahne gebildet ist, wobei die einzelnen
gleichpoligen Stromableiterfahnen mit ihren an ihrem freien
Endbereich angeordneten Anschweißrändern mit einer parallel zu
dem aus den Elektrodenplatten gebildeten Elektrodenstapel und
quer zur Flachseite der Stromableiterfahnen verlaufenden Polbrücke
elektrisch leitend verbunden sind, wobei die Polbrücke an
der Stelle einer Stromableiterfahne mit wenigstens einem Querschlitz
versehen ist, in den der freie Endbereich der Stromableiterfahne
wenigstens hineinragt, und im Bereich der von dem
Elektrodenstapel abliegenden Flachseite der Polbrücke mit dieser
befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Polbrücke (1) ein massives Mittelteil aufweist, wobei
beiderseits der Längsmittellinie (8) des massiven Mittelteils
Querschlitze (3, 3′) angeordnet sind, die jeweils in Querrichtung
zu der Längsmittellinie (8) miteinander fluchten, und daß
der freie Endbereich (4) der Stromableiterfahne (2) den gegenüberliegenden
Querschlitzen (3, 3′) zugeordnete Fahnenzungen
(9, 9′) aufweist.
2. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschweißrand (7) der Stromableiterfahne (2) zumindest
bis zu der vom Elektrodenstapel (5) abliegenden Flachseite (6)
der Polbrücke (1) ragt und im Bereich dieser Flachseite (6) der
Polbrücke (1) mit der Polbrücke (1) verschweißt ist.
3. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschweißrand (7) der Stromableiterfahne (2) über die
vom Elektrodenstapel (5) abweisende Flachseite (6) der Pol
brücke (1) hinausragt und in einem dort abgewinkelten Bereich
widerstandselektrisch mit dieser Flachseite (6) der Polbrücke
(1) verschweißt ist.
4. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Polbrücke (1) ein massives Mittelteil aufweist, wobei
beiderseits der Längsmittellinie (8) des massiven Mittelteiles
miteinander fluchtende Querschlitze (3, 3′) angeordnet sind, wobei
die entlang der einen Seite der Polbrücke (1) angeordneten
Querschlitze (3) tiefer in die Polbrücke (1) hinein reichen als
die entlang der anderen Seite der Polbrücke (1) angeordneten
Querschlitze (3′).
5. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in Richtung und auf Höhe der Querschlitze (3, 3′) gemessene
Außenmaß der Polbrücke (1) der Erstreckung der zugeordneten
Anschweißränder (7) der Stromableiterfahnen (2) entspricht.
6. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromableiterfahne (2) einen über die von dem Elektro
denstapel (5) abliegende Flachseite (6) ragenden und mit
Schweißnoppen versehenen Anschweißrand (7) aufweist und daß die
parallel zur Flächensenkrechten der Stromableiterfahne (2) ge
messene lichte Weite der Querschlitze (3, 3′) zumindest der Dicke
der Stromableiterfahne (2) plus der Höhe der Schweißnoppen über
der Stromableiterfahne (2) entspricht.
7. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißnoppen vollwandig ausgebildet sind und durch
Aussparungen (11) oder durch Materialrücknahmen (12) voneinander
beabstandet sind, wobei die Materialrücknahmen (12) tiefer sind
als das Senkungsmaß beim Anschweißen des Anschweißrandes (7) an
die Polbrücke (1).
8. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißnoppen durch Materialaufwölbungen (13) gebildet
sind, deren Seiten quer von der anzuschweißenden Flachseite (14)
des Anschweißrandes (7) abragen.
9. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromableiterfahne (2) eine Dicke zwischen 0.1 mm und
1.0 mm aufweist.
10. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die lichte Weite der Querschlitze (3, 3′) das 7- bis 18-fache
der Dicke der Stromableiterfahnen (2) beträgt.
11. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vom Elektrodenstapel (5) abliegende Flachseite (6) eines
zwischen zwei benachbarten Querschlitzen (3, 3′) liegenden Steges
(10) mit Anschweißnoppen (21) versehen ist.
12. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite eines zwischen zwei benachbarten Querschlitzen
(3, 3′) liegenden Steges (10) dem 10- bis 25-fachen der Dicke der
Stromableiterfahnen (2) entspricht.
13. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschlitze (3, 3′) der Polbrücke (1) zu den Stromableiterfahnen
(2) innerhalb des Elektrodenstapels (5) fluchten.
14. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Querschlitze (3, 3′) eingesteckten und vom Elek
trodenstapel (5) im wesentlichen senkrecht nach oben ragenden
Stromableiterfahnen (2) mit ihrem oberen Endbereich (4) an der
linken oder an der rechten Seite der Stege (10) anliegen.
15. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Polbrücke (1) einen gegenüber den benachbarten Stegen
(10) dickeren Steg (10) aufweist, an dem eine Stromableiterfahne
(2) an dessen linken Rand und an dem die nächstfolgende
Stromableiterfahne (2) gleicher Polarität an dessen rechten Rand
anliegt.
16. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschlitze (3, 3′) auf der dem Elektrodenstapel (5)
zugekehrten Flachseite der Polbrücke (1) angeschrägt sind.
17. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschlitze (3, 3′) auf der von dem Elektrodenstapel (5)
abliegenden Flachseite (6) der Polbrücke (1) angeschrägt
sind.
18. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der den einzelnen Stromableiterfahnen (2) zuge
ordneten Querschlitze (3, 3′) um zwei kleiner ist als die gesamte
Anzahl der positiven Elektrodenplatten (15).
19. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Enden (16, 16′) der Polbrücke (1) über die beiden end
seitig im Elektrodenstapel (5) liegenden Stromableiterfahnen (2)
hinausragen.
20. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hinausragenden Enden (16, 16′) der Polbrücke (1) eine
Erstreckung aufweisen, die dem 2-fachen bis Fünfzehnfachen der
Dicke der Stromableiterfahnen (2) entspricht.
21. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschlitze (3, 3′) randseitig offen ausgebildet sind.
22. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der Polbrücke (1) zwischen 1,5 mm und 6 mm be
trägt.
23. Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Speichers,
der mehrere aus jeweils einem Elektrodengerüst mit endseitig angeschweißter
Stromableiterfahne gebildete Elektrodenplatten aufweist,
wobei die einzelnen Stromableiterfahnen mit ihren an ihrem
freien Endbereich angeordneten Anschweißrändern mit einer
Polbrücke elektrisch leitend verbunden sind, bei welchem Verfahren
jede der Stromableiterfahnen endseitig mit jeweils
einem Elektrodengerüst zu einer Elektrodenplatte verbunden wird,
bei welchem Verfahren die Elektrodenplatten unter Zwischenlegung
verschiedener Teile, wie Separatoren, Rekombinatoren usw. quer
zu ihren Flachseiten zu einem Elektrodenstapel aufeinander gestapelt
werden, der Elektrodenstapel außenseitig isoliert und in
ein Gehäuse eingebracht wird, bei welchem Verfahren die Stromableiterfahnen
jeweils gleicher Polarität mit ihrem am freien
Endbereich angeordneten Anschweißrand in Querschlitze einer
dieser Polarität zugeordneten Polbrücke, an der ein Polbolzen
angeordnet ist, eingesteckt und mit den zwischen den Querschlitzen
verbliebenen Stegen der Polbrücke durch Schweißen, insbesondere
durch widerstandselektrisches Schweißen, elektrisch
leitend verbunden werden, für einen elektrochemischen Speicher
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freien Endbereiche (4) der Stromableiterfahnen (2) mit
ihren Fahnenzungen (9, 9′) in beiderseits eines massiven Mittelteils
der Polbrücke (1) angeordnete Querschlitze (3, 3′), die
einander gegenüberliegen und miteinander fluchten, eingesteckt
werden.
24. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die freien Endbereiche (4) der Stromableiterfahnen (2) derart
in die Querschlitze (3, 3′) der Polbrücke (1) eingesteckt
werden, daß deren Anschweißränder (7) an der von dem Elektro
denstapel (5) abliegenden Flachseite (6) überstehen, und daß die
Anschweißränder (7) in Richtung dieser Flachseite (6) der
Polbrücke (1) auf die Stege (10) gebogen und daran festge
schweißt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschweißrand (7) zumindest einer im Elektrodenstapel
(5) endseitig liegenden Stromableiterfahne (2) in Richtung zu
einem von einem anderen Anschweißrand (7) bereits übergriffenen
Steg (10) umgebogen werden.
26. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromableiterfahnen (2) erst nach vollständig erfolgtem
Aufbau des Elektrodenstapels (5) mit der Polbrücke (1) ver
schweißt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschweißränder (7) mit Schweißnoppen versehen werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schweißnoppen durch ein Durchstoßen der Stromableiter
fahne (2) im Bereich des Anschweißrandes (7) angebracht werden.
29. Verfahren nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Anschweißrändern (7) Aussparungen (11) ausgestanzt
und voneinander beabstandete Zungen (17) freigestanzt werden.
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| JPS57130370A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-12 | Furukawa Battery Co Ltd:The | Manufacture of electrode pole strap for alkaline storage battery |
| JPS59194350A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-05 | Yuasa Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池用ストラツプの製造法 |
| JPS6129066A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-08 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池用ストラツプの製造方法 |
| JP2568862B2 (ja) * | 1987-10-26 | 1997-01-08 | 古河電池株式会社 | アルカリ蓄電池用極柱の製造方法 |
| DE4104865C1 (de) * | 1991-02-16 | 1992-04-09 | Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3300 Braunschweig, De | |
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