DE60303369T2 - Akkumulator mit schwingungsfestem verbindungselement zwischen den positiven elektroden und einer polbrücke - Google Patents

Akkumulator mit schwingungsfestem verbindungselement zwischen den positiven elektroden und einer polbrücke Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Batterien und im Spezielleren auf Blei-Säure-Batterien.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eine typische Batterie umfasst eine oder mehrere elektrochemische Zelle/n, die in der Batterie elektrisch angeschlossen ist/sind und die Quelle für elektrische Energie für die Batterie bereitstellt/bereitstellen. Diese Zellen umfassen im Allgemeinen vier Grundbestandteile: eine positive Elektrode (Anode bei Ladung und Kathode bei Entladung), die Elektronen aus einem externen Stromkreis erhält, wenn die Zelle entladen wird; eine negative Elektrode (Kathode bei Ladung und Anode bei Entladung), die Elektronen an den externen Stromkreis abgibt, wenn die Zelle entladen wird; ein Elektrolyt (oftmals in einer Lösung oder Paste), der eine Einrichtung bereitstellt, damit elektrische Ladung zwischen den positiven und negativen Elektroden fließen kann; und eine oder mehrere Trennvorrichtung/en, die die positiven und negativen Elektroden elektrisch isoliert/isolieren. Diese Auslegung ermöglicht es der Zelle, aufgrund der elektrochemischen Beziehung dieser Bestandteile elektrische Energie zu erzeugen. Sobald der Strom erzeugt ist, wird er typischerweise von den positiven Elektrodenplatten durch einen Stromträger zu einem Anschluss transportiert, aus dem er zum externen Stromkreis und über einen mit den negativen Elektrodenplatten (typischerweise durch einen anderen Stromträger) verbundenen Anschluss zurück in die Batterie geleitet wird.
  • Blei-Säure-Batterien sind beliebt, wenn Wiederaufladbarkeit gefragt ist. Diese Batterien sind insbesondere aufgrund ihrer hohen Toleranz gegen missbräuchliche Verwendung und ihrer relativ niedrigen Herstellungskosten besonders dann wünschenswert, wenn das Batteriegewicht von keinem großen Belang ist. Im Ergebnis werden Blei-Säure-Batterien oftmals zur Stromversorgung von Autos und anderen Fahrzeugen verwendet, weil diese Umgebungen ziemlich rau sein und verschiedene Formen von Fehlbehandlungen aufweisen können. Blei-Säure-Batterien werden oftmals in Notstromsystemen verwendet, die Strom bereitstellen, wenn ein elektrisches Stromnetz ausfällt.
  • Die meisten Blei-Säure-Batterien beruhen allgemein auf derselben elektrochemischen Reaktion, um Strom herzustellen, und verwenden typischerweise dieselben aktiven Substanzen. Die elektrochemische Reaktion ist nachstehend dargestellt:
  • Figure 00020001
  • An der Anode reagiert metallisches Blei mit Sulfat-Ionen (SO4 2–) und wird zu Bleisulfat umgewandelt (PbSO4). An der Kathode reagiert Bleidioxid (PbO2) mit Sulfat-Ionen (SO4 2–) und wird auch in Bleisulfat umgewandelt. Von der Anode werden Elektronen abgegeben, die den externen Stromkreis durchlaufen, um von der Kathode aufgenommen zu werden.
  • In der Praxis umfasst eine typische Blei-Säure-Batterie mehrere übereinanderliegende Anoden- und Kathodenschichten. In den meisten Fällen sind diese in einer von zwei Auslegungen angeordnet: gestapelte Platten oder spiralförmig gewundene längliche Streifen. In beiden Fällen sind die Anoden- und Kathodenschichten durch Trennschichten voneinander getrennt, die aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen (typischerweise einer Glasfasermatte o. dgl.). Eine verdünnte Schwefelsäurelösung wird typischerweise als Elektrolyt verwendet, um die Sulfat-Ionen bereitzustellen.
  • Die Stapelplattenvariante der Blei-Säure-Batterie umfasst für gewöhnlich mehrere Anoden- und Kathodenplatten, die in abwechselnder Folge, getrennt durch Trennschichten, übereinander angeordnet sind. Anders ausgedrückt umfasst die typische Anordnung eine Kathodenplatte, eine Trennschicht, eine Anodenplatte, eine weitere Trennschicht, eine zweite Kathodenplatte, usw. Einige Blei-Säure-Batteriezellen umfassen bis zu 29 Kathoden- und Anodenplatten, die auf diese Weise gestapelt sind.
  • Um die Energie nutzbar zu machen, die durch die in den Platten auftretenden elektrochemischen Reaktionen erzeugt wird, sind die Kathodenplatten parallel zueinander angeschlossen, und die Anodenplatten sind separat parallel zueinander angeschlossen. Ein geläufiges Verfahren zum Anschließen der Platten besteht darin, eine von einem Rand jeder Platte vorspringende Zunge mit aufzunehmen. Die Zungen befinden sich auf jeder Kathode an derselben Stelle, so dass sie sich ausrichten, wenn die Platten gestapelt werden. Die Zungen sind an eine leitfähige Polbrücke angeschlossen, die wiederum an den Batterieanschluss angeschlossen ist. Entsprechende ausgerichtete Zungen springen von den Anodenplatten vor und sind durch eine Polbrücke angeschlossen, aber die Zungen befinden sich an einer anderen Stelle auf den Anodenplatten, um der Kathodenbrücke nicht im Weg zu sein. Ein Beispiel dieser Auslegung ist in dem an McClelland et al. erteilten US-Patent Nr. 4,383,011 beschrieben.
  • Eine Schwierigkeit, die bei Blei-Säure-Batterien mit diesem Aufbau auftreten kann, betrifft die Schwingungsfestigkeit und Beständigkeit der Batterien. Wie vorstehend erläutert, werden Blei-Säure-Batterien, weil sie typischerweise robust sind, oftmals in rauen Umgebungen eingesetzt. Als solches werden sie einer Härteprüfung, insbesondere im Hinblick auf Schlag-, Stoß-, Aufprall- und Schwingungsfestigkeit unterzogen (siehe VG96924-2, BS6290 Teil 4, IEC, was einen beispielhaften Versuch betrifft). In manchen Fällen treten Bruchstellen an den Verbindungen zwischen den Zungen der positiven Elektrodenplatten und der Polbrücke auf. Dieser Bereich der positiven Elektrodenplatte kann aufgrund von Oxidation (d.h. der Bildung von PbO2) brüchig werden, die an der Oberfläche der Zungen auftritt, um die darunter liegende Bleimetallmasse (Pb) zu schützen. Die PbO2-Schicht ist relativ brüchig und kann unter den Scherkräften brechen, die während der Schwingungsversuche anliegen. Diese Bruchstellen legen dann die darunter liegende Bleimetallmasse frei, die dann oxidiert. Dieses Oxidationsverhaltensmuster gefolgt durch Rissbildung wiederholt sich, bis die Zungen vollständig von der Platte abbrechen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung richtet sich auf Zellen und Batterien und Verfahren zu deren Herstellung, die zu einer Bruchfestigkeit an der Verbindung zwischen den positiven Elektrodenplattenzungen und der Polbrücke während Schwingungs- und anderen mechanischen Härtetests beitragen können. Als erster Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie als Ausgangsschritt das Bereitstellen einer Zelle für eine Batterie mit abwechselnden positiven und negativen Elektrodenplatten, wobei jede der positiven und negativen Elektrodenplatten durch eine elektrisch isolierende Trennschicht getrennt ist, wobei die positiven und negativen Elektrodenplatten in übereinanderliegendem Verhältnis angeordnet sind. Jede der positiven Elektrodenplatten umfasst eine vorspringende Zunge, die sich von einem angrenzenden oberen Abschnitt von dieser erstreckt, wobei die vorspringenden Zungen der positiven Platten im Wesentlichen ausgerichtet sind. Jede der negativen Elektrodenplatten umfasst eine vorspringende Zunge, wobei die vorspringenden Zungen der negativen Platten im Wesentlichen ausgerichtet sind. Als Nächstes umfasst das Verfahren das Befestigen einer leitfähigen Polbrücke an den vorspringenden Zungen der positiven Platten. Dann umfasst das Verfahren das Anbringen eines Abdeckmaterials an Abschnitten der vorspringenden Zungen und den angrenzenden oberen Abschnitten der positiven Platten (wie etwa einen Klebstoff auf die positive Polbrücke zu gießen und ihn sich ausbreiten und auf die Zungen und die oberen Abschnitte der positiven und, typischerweise, negativen Elektrodenplatten sowie die Abtrennungen auftropfen zu lassen), und das Abdeckmaterial härten zu lassen, um eine Abdeckung bereitzustellen, die an den vorspringenden Zungen und an den angrenzenden oberen Abschnitten der positiven und negativen Platten befestigt ist. Dieses Verfahren kann eine Zelle hervorbringen, bei der die Verbindungen zwischen den positiven Elektrodenplattenzungen und der Polbrücke versteift und/oder vor Oxidation geschützt sind, wovon jede den Leistungsgrad im mechanischen Test verbessern kann.
  • Als zweiter Aspekt richtet sich die Erfindung auf eine Batterie, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse; mehrere abwechselnde positive und negative Elektrodenplatten; zwei leitfähige Polbrücken; und eine Abdeckung. Jede der positiven und negativen Elektrodenplatten wird von einer elektrisch isolierenden Trennschicht getrennt, wobei die positiven und negativen Elektrodenlatten in übereinanderliegendem Verhältnis im Gehäuse angeordnet sind. Jede der positiven Elektrodenplatten umfasst eine vorspringende Zunge, die sich von einem angrenzenden Abschnitt von dieser erstreckt, wobei die vorspringenden Zungen der positiven Platten im Wesentlichen ausgerichtet sind, und jede der negativen Elektrodenplatten umfasst eine vorspringende Zunge, wobei die vorspringenden Zungen der negativen Platten im Wesentlichen ausgerichtet sind. Eine leitfähige Polbrücke ist an den vorspringenden Zungen der positiven Platten befestigt, und eine andere leitfähige Polbrücke ist an den vorspringenden Zungen der negativen Platten befestigt. Die Abdeckung (die beispielsweise aus Klebstoff besteht) bedeckt Abschnitte der vorspringenden Zungen und die angrenzenden oberen Abschnitte der positiven (und typischerweise auch negativen) Elektrodenplatten sowie die Trennschichten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1A ist eine perspektivische Ansicht eines Stapels positiver und negativer Platten und Trennschichten einer Batteriezelle der Erfindung.
  • 1B ist eine in ihre Einzelteile zerlegte perspektivische Ansicht der Batteriezelle von 1A.
  • 2A ist eine perspektivische Schemaansicht der Zelle von 1A, wie sie in eine geschmolzene Masse zur Ausbildung von Polbrücken nach Ausführungsformen der Erfindung eingetaucht wird.
  • 2B ist eine Schnittansicht der Zelle von 2A entlang deren Linie 2B-2B.
  • 3 ist eine schematische Seitenansicht, die das Einsetzen einer Zelle der 2A und 2B in ein Batteriegehäuse nach Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
  • 4 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Batterie der Erfindung zeigt, die mehrere Zellen der 2A und 2B enthält.
  • 5 ist eine perspektivische Schemaansicht einer Batterie von 4, wobei jede ihrer Zellen eine Abdeckung nach Ausführungsformen der Erfindung aufnimmt.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht der Batterie von 5 mit fertiggestellten Abdeckschichten.
  • 7 ist eine schematische Seitenansicht der Batterie von 6, die die Abdeckschichten darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, worin bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung aufgezeigt sind. Die Erfindung lässt sich jedoch auch in vielen unterschiedlichen Formen umsetzen und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt aufgefasst werden. Diese Ausführungsformen werden vielmehr bereitgestellt, damit die Offenbarung gründlich und vollständig wird und dem Fachmann den Umfang der Erfindung vermittelt.
  • In den Zeichnungen kann die Dicke von Linien, Schichten und Bereichen der Klarheit willen übertrieben sein. Es ist klar, dass, wenn ein Bestandteil wie eine Schicht, ein Bereich, ein Substrat oder ein Feld als "auf" einem anderen Bestandteil befindlich bezeichnet wird, es sich direkt auf dem anderen Bestandteil befinden kann oder auch andere dazwischenliegende Bestandteile vorhanden sein können. Wenn hingegen ein Bestandteil als "direkt auf" einem anderen Bestandteil befindlich bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Bestandteile vorhanden. Es ist klar, dass, wenn ein Bestandteil als an einem anderen Bestandteil "angeschlossen" oder "befestigt" bezeichnet wird, es direkt an dem anderen Bestandteil angeschlossen oder befestigt sein kann oder auch dazwischenliegende Bestandteile vorhanden sein können. Wenn hingegen ein Bestandteil als an einem anderen Bestandteil "direkt angeschlossen" oder "direkt befestigt" bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Bestandteile vorhanden. Die Richtungsbegriffe "nach oben", "nach unten", "vertikal", "horizontal" und dergleichen werden hier nur zu Erläuterungszwecken benutzt.
  • Nun ist mit Bezug auf die Zeichnungen eine weitgehend mit 10 bezeichnete Batteriezelle in den 1A und 1B dargestellt. Die Zelle 10 umfasst mehrere im Wesentlichen flächige positive Elektrodenplatten 12 und mehrere im Wesentlichen flächige negative Elektrodenplatten 14, die auf abwechselnde, gestapelte, übereinander liegende Weise angeordnet sind, wobei jedes benachbarte Paar positiver und negativer Elektrodenplatten durch eine Trennschicht 16 getrennt ist. Die positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 und die Trennschichten 16 können aus jedem dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Material bestehen, das sich zum Einsatz in einer Zelle oder Batterie eignet. Bei Blei-Säure-Batterien bestehen die positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 aus Materialien auf Bleibasis (so wie hier verwendet, umfassen die Materialien "auf Bleibasis" mindestens 99 % Blei). Die Trennschichten 16 bestehen typischerweise aus Glasmikrofasern oder synthetischen gefüllten Glasmikrofasern. Die Größen und Dicken der positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 und Trennschichten 16 sind den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt und brauchen hier nicht im Einzelnen beschrieben zu werden.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst jede der positiven Elektrodenplatten 12 eine vorspringende Zunge 12a, die sich vom oberen Rand der positiven Elektrodenplatte 12 nach oben erstreckt. Die Zunge 12a erstreckt sich auf jeder positiven Elektrodenplatte 12 von im Wesentlichen derselben Stelle, um zu ermöglichen, dass die Zungen 12a allgemein ausgerichtet sind, wenn die positiven Elektrodenplatten 12 gestapelt sind. Die Zunge 12a erleichtert den parallelen elektrischen Anschluss aller positiver Elektrodenplatten 12. Entsprechend umfasst jede der negativen Elektrodenplatten 14 eine vorspringende Zunge 14a, die sich vom oberen Rand der negativen Elektrodenplatte 14 nach oben erstreckt, und die aufgrund dessen, dass die Zungen 14a sich auf jeder Platte 14 an im Wesentlichen derselben Stelle befinden und allgemein ausgerichtet sind, den parallelen elektrischen Anschluss der negativen Elektrodenplatten 14 erleichtert. Die genaue Auslegung der Zungen 12a, 14a kann variieren, die ausgewählte Konfiguration sollte sich aber ausreichend vom Rand der jeweiligen Elektrodenplatte erstrecken, um deren elektrischen Anschluss zuzulassen.
  • Eine Verbindung der positiven Elektrodenplatten 12 und der negativen Elektrodenplatten 14 miteinander wird dargestellter und typischer Weise durch Anlegen einer Pluspolbrücke 18 an die Zungen 12a und einer Minuspolbrücke 22 an die Zungen 14a bewerkstelligt (siehe die 3 bis 6). Die Brücken 18, 22 können beispielsweise angebracht werden, indem die Zelle 10 umgedreht und die Zungen 12a, 14a in die Vertiefungen 28, 30 einer Form 26 getaucht werden, wenn die Vertiefungen 28, 30 eine geschmolzene Masse 29, 32 wie Blei enthalten (siehe die 2A und 2B). Die Zungen 12a, 14a verbleiben in den Vertiefungen 28, 30, bis die geschmolzene Masse 29, 32 hart wird. Die Zelle 10 mit den angebrachten Brücken 18, 22 wird dann aus der Form 26 gehoben. Fachleuten auf diesen Gebiet wird klar sein, dass sich jeweils auch andere Verfahren zum Anbringen der Polbrücken 18, 22 an den Zungen 12a, 14a wie etwa Handlöten oder irgendein anderes mechanisches Verbindungsverfahren mit der Erfindung einsetzen lässt.
  • Nachdem die Brücken 18, 22 an der Zelle 10 angebracht wurden, kann die Zelle 10 dann mit zusätzlichen Zellen 10 in eine Mehrzellenbatterie 50 eingesetzt werden (siehe die 3 und 4). Die Batterie 50 umfasst mehrere Zellen 10 (typischerweise handelt es sich dabei um größenmäßig ähnlich bemessene Zellen) und ein in Fächer aufgeteiltes Gehäuse 52, wobei jedes Fach 54 des Gehäuses eine darin eingesetzte Zelle 10 enthält. Die Zellen 10 sind so angeordnet, dass der Plusanschluss 20 einer Zelle 10 neben dem Minusanschluss 24 einer anderen Zelle 10 zu liegen kommt.
  • Nun wird mit Bezug auf 5, nachdem die Zellen 10 in das Gehäuse 52 eingesetzt wurden, ein Abdeckmaterial 42 (typischerweise ein Klebstoff) auf die Pluspolbrücke 18 jeder Zelle 10 aufgetragen (die negativen Elektrodenplatten 14 oxidieren für gewöhnlich nicht, so dass keine Tendenz besteht, dass das zuvor erwähnte Brüchigwerden und die zuvor erwähnte Rissbildung auftreten). Das Abdeckmaterial 42 kann beispielsweise mit einem Spender 40 aufgetragen werden, der das Abdeckmaterial 42 auf einer Oberfläche 18a der Pluspolbrücke 18 ablagert. Das Abdeckmaterial 42 breitet sich auf der Oberfläche 18a aus und tropft die Seiten 18b der Pluspolsbrücke 18 hinab, um die bloßliegenden Abschnitte der Zungen 12a und die angrenzenden oberen Abschnitte 12e, 14e, 16e der positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 und die Trennschichten 16 abzudecken (siehe 7). Das Abdeckmaterial 42 sickert typischerweise 0,5 cm bis 1,0 cm (die Maßangaben können je nach Batterieart/-größe variieren) in die Zwischenräume zwischen den positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 und den Trennschichten 16 von den oberen Abschnitten 12e, 14e, 16e der positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 und den Trennschichten 16 her ein, man kann das Abdeckmaterial 42 aber auch wie gewünscht über einen mehr oder weniger großen Teil dieser Bestandteile einsickern lassen. Das Abdeckmaterial 42 härtet dann und bildet eine Abdeckung oder Kappe 44.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Abdeckung 44 die Pluspolbrücke 18 mit den oberen Rändern der positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 und den Trennschichten 16 vereinen, wodurch ein Versteifungsaufbau bereitgestellt wird, der die strukturelle Unversehrtheit und Schwingungsfestigkeit der Zelle 10 verbessern kann. In einigen anderen Ausführungsformen kann die Abdeckung 44 unter anderem die Zungen 12a der positiven Elektrodenplatten 12 bedecken und eine Schutzschicht gegen die Oxidation der Zungen bereitstellen. In noch anderen Ausführungsformen kann die Abdeckung 44 strukturelle Unversehrtheit, Schwingungsfestigkeit und Schutz gegen Oxidation bereitstellen.
  • Die Abdeckung 44 kann aus jedwedem Material hergestellt werden, das die zuvor erwähnten Versteifungs- und/oder Schutzfunktionen bereitzustellen vermag. Beispielhafte Abdeckmaterialien umfassen Klebstoffe wie Epoxidharze, reaktionsfähige Acrylharzderivate oder Vergussmassen. In einigen Ausführungsformen kann die Abdeckung 44 aus einem Material bestehen, das eine Viskosität (typischerweise ca. 19 Centipoise bei 25°C) besitzt, die es ihm ermöglicht, sich wie dargestellt auf der Pluspolbrücke 18 abzusetzen und sich von dort zu den unteren Abschnitten 12e, 14e der positiven und negativen Elektrodenplatten 12, 14 und Abschnitten der Zungen 12a, 14a zu verteilen. Das Abdeckmaterial kann auch säurefest (insbesondere schwefelsäurefest, da diese typischerweise in der Elektrolytlösung von Blei-Säure-Batterien verwendet wird) und bis zu 80°C wärmebeständig sein, um dem inneren Milieu einer Batterie standzuhalten. Darüber hinaus kann das Abdeckmaterial nicht erheblich "ausgasen", um die Entstehung von Innendruck in der Batterie zu vermeiden, und sollte zumindest an den positiven Elektrodenplatten 12 anhaften. Ein beispielhaftes Abdeckmaterial ist S-2470-E Epoxid, das von Structural Adhesives Ltd., Bushby Brooks Works, 16 Spence Street, Leicester. LE5 3 NW, United Kingdom erhältlich ist.
  • Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass sich auch andere Verfahren zum anbringen der Abdeckung 44 auf der Pluspolbrücke 18 und den oberen Abschnitten 12e der positiven Elektrodenplatten 12 einsetzen lassen. Beispielsweise kann die Abdeckung 44 durch Aufsprühen oder Direkteinspritzen der Masse auf bzw. in die oberen Abschnitte 12e der positiven Elektrodenplatten 12 und Zungen 12a aufgebracht werden. Als weiteres Beispiel kann die Abdeckung 44 mittels einer Form angebracht werden, die um die Pluspolbrücke 18 herumgelegt wird, so dass das Abdeckmaterial in die Form fließt, diese füllt und eine vorbestimmte Gestalt annimmt.
  • Nach dem Anbringen der Abdeckschicht 44 werden die Plus- und Minusanschlüsse 20, 24 angrenzender Zellen 10 elektrisch angeschlossen. Die Batterie 50 wird dann zugedeckt und mit Elektrolytlösung befüllt. Vor dem Gebrauch wird die befüllte Batterie entlüftet und verschlossen.
  • Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass die Kappe oder Abdeckung, die hier mit einer Mehrzellenbatterie dargestellt und erläutert wurde, sich auch mit einer Einzelzellenbatterie verwenden lässt. Obwohl hier eine Batterie mit "parallelen Platten" dargestellt und beschrieben wurde, lässt sich eine Abdeckung auch vorteilhaft mit einer "spiralförmig gewundenen" Batterie einsetzen, bei der die positiven und negativen Elektrodenplatten spiralförmig übereinanderliegendend gewunden sind. Darüber hinaus kann, muss aber nicht, eine Abdeckung auch auf der Minuspolbrücke und angrenzenden oberen Rändern der Elektrodenplatten und Trennschichten mit aufgenommen werden.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Batterie, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Zelle für eine Batterie mit abwechselnden positiven und negativen Elektrodenplatten, wobei jede der positiven und negativen Elektrodenplatten durch eine elektrisch isolierende Trennschicht getrennt ist, wobei die positiven und negativen Elektrodenplatten in übereinanderliegendem Verhältnis angeordnet sind, wobei jede der positiven Elektrodenplatten eine vorspringende Zunge umfasst, die sich von einem angrenzenden oberen Abschnitt von dieser erstreckt, wobei die vorspringenden Zungen der positiven Platten im wesentlichen ausgerichtet sind, und wobei jede der negativen Elektrodenplatten eine vorspringende Zunge umfasst, wobei die vorspringenden Zungen der negativen Platten im wesentlichen ausgerichtet sind; Befestigen einer leitfähigen Polbrücke an den vorspringenden Zungen der positiven Elektrodenplatten; Anbringen eines Abdeckmaterials an Abschnitten der vorspringenden Zungen und den angrenzenden oberen Abschnitten der positiven Platten; und Härtenlassen des Abdeckmaterials, um eine Abdeckung bereitzustellen, die an den vorspringenden Zungen und den angrenzenden oberen Abschnitten der positiven Platten befestigt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung Abschnitte der vorspringenden Zungen und die angrenzenden oberen Abschnitte der positiven Elektrodenplatten bedeckt und deren Oxidation verhindert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Abdeckung um eine versteifende Struktur handelt, die die Polbrücke und die positiven Elektrodenplatten vereint.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die positiven und negativen Elektrodenplatten aus Werkstoffen auf Bleibasis bestehen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus nach dem Befestigungsschritt das Einsetzen der Zelle in ein Gehäuse umfassend.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus nach dem Anbringungsschritt den Schritt des Hinzufügens einer Elektrolytlösung zur Zelle umfassend.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anbringungsschritt umfasst, das Abdeckmaterial an einer oberen Fläche der Polbrücke anzubringen, und zuzulassen, dass sich das Abdeckmaterial auf den bloßliegenden Abschnitten der vorspringenden Zungen und den angrenzenden oberen Abschnitten der positiven Platten ausbreitet und auftropft.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Abdeckmaterial ein Klebharz umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei es sich bei dem Klebharz um Epoxidharz handelt.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Abdeckmaterial bei 25°C eine Viskosität von ca. 1,9 Pa·s (19 Poise) besitzt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die positiven und negativen Elektrodenplatten im Wesentlichen ebenflächig sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigen der Polbrücke umfasst, die vorspringenden Zungen der positiven Elektrodenplatten in eine in einer Form eingeschlossene leitfähige Schmelzlösung zu tauchen und die Schmelzlösung zu einer Polbrücke erstarren zu lassen, in der die vorspringenden Zungen eingebettet sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die leitfähige Schmelzlösung einen Werkstoff auf Bleibasis umfasst.
  14. Batterie, Folgendes umfassend: ein Gehäuse; mehrere abwechselnde positive und negative Elektrodenplatten, wobei jede der positiven und negativen Elektrodenplatten durch eine elektrisch isolierende Trennschicht getrennt ist, wobei die positiven und negativen Elektrodenplatten in übereinanderliegendem Verhältnis im Gehäuse angeordnet sind, wobei jede der positiven Elektrodenplatten eine vorspringende Zunge umfasst, die sich von einem angrenzenden oberen Abschnitt von dieser erstreckt, wobei die vorspringenden Zungen der positiven Platten im wesentlichen ausgerichtet sind, und wobei jede der negativen Elektrodenplatten eine vorspringende Zunge umfasst, wobei die vorspringenden Zungen der negativen Platten im wesentlichen ausgerichtet sind; eine leitfähige Polbrücke, die an den vorspringenden Zungen der positiven Platten befestigt ist; eine leitfähige Polbrücke, die an den vorspringenden Zungen der negativen Platten befestigt ist; und eine Abdeckung, die Abschnitte der vorspringenden Zungen und angrenzende obere Abschnitte der positiven Platten bedeckt.
  15. Batterie nach Anspruch 14, wobei die Abdeckung ein Klebharz umfasst.
  16. Batterie nach Anspruch 15, wobei das Klebharz einen Werkstoff umfasst, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: Epoxidharzen, reaktionsfähigen Acrylharzen und Dichtmitteln.
  17. Batterie nach Anspruch 14, wobei die positiven Elektrodenplatten und die negativen Elektrodenplatten aus Werkstoffen auf Bleibasis bestehen.
  18. Batterie nach Anspruch 14, wobei die vorspringenden Zungen und die angrenzenden oberen Abschnitte der negativen Elektrodenplatten frei von einer Abdeckung sind.
  19. Batterie nach Anspruch 14, darüber hinaus eine im Gehäuse enthaltene Elektrolytlösung umfassend.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1946393A4 (de) * 2005-09-02 2011-06-08 A123 Systems Inc Batteriezellengestaltung und verfahren zu deren bau
US8084158B2 (en) 2005-09-02 2011-12-27 A123 Systems, Inc. Battery tab location design and method of construction
US20120129022A1 (en) * 2007-05-07 2012-05-24 Kalish Peter Electrochemical device, method, and assembly
US8236441B2 (en) 2007-07-24 2012-08-07 A123 Systems, Inc. Battery cell design and methods of its construction
US10090515B2 (en) 2011-05-11 2018-10-02 Gridtential Energy, Inc. Bipolar hybrid energy storage device
US10008713B2 (en) 2011-05-11 2018-06-26 Gridtential Energy, Inc. Current collector for lead acid battery
PL2668683T3 (pl) 2011-05-11 2016-06-30 Gridtential Energy Inc Udoskonalony akumulator i sposób montażu akumulatora
KR101926129B1 (ko) * 2012-09-24 2018-12-07 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지의 전극조립체
CN103779529B (zh) * 2012-10-25 2016-09-07 天能电池(芜湖)有限公司 带有偏极耳的电动车铅酸蓄电池结构
US11788500B2 (en) 2016-02-11 2023-10-17 The Noco Company Battery device for a battery jump starting device
AU2017217661B2 (en) * 2016-02-11 2018-11-15 The Noco Company Battery connector device for a battery jump starting device
US10256453B2 (en) * 2016-07-20 2019-04-09 East Penn Manufacturing Co. Lead acid battery cell connecting assembly
CN113109727B (zh) * 2021-03-29 2022-08-23 蜂巢能源科技有限公司 叠片式锂电池电芯内阻一致性分析方法及分析系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3841915A (en) 1972-08-31 1974-10-15 Gen Battery Corp Battery, components, and method of making
US3802488A (en) * 1972-09-28 1974-04-09 Dynalite Corp Battery strap and post cast-on apparatus
JPS57152768U (de) 1981-03-20 1982-09-25
US4509253A (en) * 1982-04-16 1985-04-09 Eberle Kelly L Method for manufacture of a storage battery
DE3332629A1 (de) * 1983-09-09 1985-03-28 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover Verfahren und vorrichtung zum pulverisieren von polymeren
JPS63291361A (ja) * 1987-05-22 1988-11-29 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池極板群の製造法
JPS6436969U (de) 1987-08-31 1989-03-06
US4780379A (en) * 1987-10-06 1988-10-25 Gates Energy Products, Inc. Multicell recombinant lead-acid battery with vibration resistant intercell connector
JP2516621Y2 (ja) 1988-08-03 1996-11-06 松下電器産業株式会社 鉛蓄電池
JP3163503B2 (ja) * 1991-07-01 2001-05-08 日本電池株式会社 鉛蓄電池
CN2169209Y (zh) * 1993-11-03 1994-06-15 韩丰锡 阀控式免维护组合蓄电池
JPH07169454A (ja) 1993-12-15 1995-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池
JPH08222199A (ja) * 1995-02-16 1996-08-30 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉形鉛蓄電池
JP3211614B2 (ja) 1995-03-20 2001-09-25 松下電器産業株式会社 鉛蓄電池およびその製造法
JPH10144269A (ja) * 1996-11-11 1998-05-29 Furukawa Battery Co Ltd:The 接着式蓄電池用電槽蓋並びに接着式蓄電池
GB9805817D0 (en) * 1998-03-19 1998-05-13 Chloride Ind Batteries Limited Battery
JP2001185206A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池及びその製造方法
JP2001273883A (ja) 2000-03-27 2001-10-05 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉形鉛蓄電池

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