DE977322C - Alkalischer Akkumulator mit einem dichtschichtigen Elektrodenpaket aus Sintergeruestelektroden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen alkalischen Akkumulator mit einem dichtschichtigen Elektrodenpaket aus Sintergerüstelektroden nach Patent 977 069. Für die Verwirklichung der Erkenntnis, daß bei einem Akkumulator die Verringerung des inneren Widerstandes weitgehend von der Dicke der verwendeten Elektroden abhängig ist, ist Gegenstand des Hauptpatentes eine Sinterelektrode, die entweder aus dem Sintergerüst allein oder aus einem ein- oder beidseitig mit einem Sintergerüst verbundenen, aus einer Folie, einem Drahtgewebe oder aus verfilzten oder miteinander verschweißten und flach gewalzten Metallfasern bestehenden Träger besteht und eine Dicke von etwa 0,3 bis 1 mm besitzt. Diese blatt- oder folienartigen Elektroden werden unter Zwischenschaltung von Separatorenblättern oder -folien zwischen benachbarten Elektroden ungleicher Polarität zu Elektrodenpaketen vereinigt. Durch die geringe Dicke der Elektroden und Separatoren können die Elektrodenanschlüsse. ebenfalls nur mit folienartiger Stärke aus dem Elektrodenpaket herausgeführt werden, ganz gleichgültig, ob die Kontaktfahnen der Elektroden von dem Elektrodenmaterial, ζ. B. von der Trägerunterlage, bzw. Trägereinlage, dem Sintergerüst oder von angesetzten, insbesondere angeschweißten Kontaktstücken gebildet sind. Solche Kontaktstücke können mit der Trägerunterlage bzw. -einlage des

509 775/5

Gerüstes oder auch mit dem Gerüst selbst, insbesondere bei Sintergerüstelektroden ohne Trägerunterlage, stromleitend verbunden sein.

Bei den mit der Verwendung von Blatt- oder Folienelektroden gegebenen geringen Abständen der Elektrode in einem Elektrodenpaket und insbesondere dann, wenn die Elektroden unterschiedlicher Polarität nur durch dünne Separatorenzwischenlagen voneinander getrennt sind, müssen ίο Aufbaumerkmale, die zur eventuellen Selbstentladung im Ruhestand des Akkumulators führen können, besonders beachtet werden.

Die Erfindung macht sich die vorhandenen Erkenntnisse für die Beherrschung der Selbstentladung eines Akkumulators dadurch zunutze, daß an die von Streifenstücken gebildetenElektroden Anschlußfahnen angesetzt sind oder das Streifenmaterial der Elektroden solche Anschlußfahnen mit bildet, die, in kammartig geschlitzte Kontaktstücke eingreifend, ao mit diesen durch eine die Kammlücken überbrückende Schweißnaht elektrisch gut leitend verbunden sind, und daß ein solches Kontaktstück den Polanschluß mehrerer gleichpoliger Elektroden des Paketes bildet, die von dem Kontaktstück getragen sein können. Dabei sind sowohl die positiven wie die negativen in der Schichtung wechselnden Elektroden zu Elektrodenpaketen vereinigt, die insbesondere durch die Benutzung von aus dem Elektrodenmaterial gebildeten Kontaktfahnen für den Akkumulatorenanschluß keine frei in dem betriebsmäßig erforderlichen Elektrolyten liegenden Elektrodenteile besitzen, die aus elektrochemisch inaktivem elektrischem Leitermaterial bestehen. Es sind damit alle zur eventuellen Selbstentladung innerhalb eines Elektrodenpaketes führenden Stromwege an den Elektroden vermieden. In fabrikatorisch einfacher Weise kann eine für die elektrische Hintereinanderschaltung der einzelnen Elektroden eines Akkumulators erforderliche, möglichst außerhalb des betrieblichen Elektrolytstandes liegende Kontaktverbindung in der Weise geschaffen werden, daß die zu Paketen geschichteten Elektroden mit ihren Kontaktfahnen od. dgl. in kammartig geschlitzte Kontaktstücke eingreifen, die als PoI-anschlüsse des Akkumulators durch eine die Kammlücken mit den in diese eingreifenden Kontaktfahnen überbrückende Schweißnaht elektrisch gut leitend verbunden sind. Die Länge der Kontaktfahnen wird so gewählt, daß die Verbindung mit den Kontaktstücken betriebsmäßig außerhalb des normalen Elektrolytstandes in dem Akkumulator liegt. Sollte es konstruktiv nicht ohne weiteres möglich sein, dieser Forderung zu entsprechen, kann man die für die Bildung der Kontaktverbindung vorhandenen elektrischen Leiterteile aus elektrochemisch inaktivem Material mit einem elektrisch isolierenden, laugenfesten Überzug, wie er z. B. von Isolierlacken gebildet wird, versehen.

Die kammartig geschlitzten Kontaktstücke wird man am Akkumulatorgehäusedeckel fest so anordnen, daß sie die Polklemmen des Akkumulators bilden. Zur vereinfachten Herstellung des Akkumulators wird man die mit Kontaktfahnen od. dgl.

versehenen Elektroden entsprechend ihrer Polarität wechselnd in spiegelbildlicher Anordnung schichten, damit auf der einen Seite des Elektrodenpaketes alle positiven und auf der anderen Seite alle negativen Anschlüsse liegen, also die Kontaktfahne jeder zweiten Elektrode des Paketes in eine Kammlücke des zu dem entsprechenden Pol gehörenden Kontaktstückes eingreift. Die so für jeden Pol vorhandenen Kontaktstücke bilden Tragverbindungen zwischen dem Gehäusedeckel und dem Elektrodenpaket des Akkumulators. Für eine elastische Halterung des Elektrodenpaketes im Gehäuse wird man die Kontaktstücke so ausbilden, daß sie federnd wirken, was z. B. in der Weise erfolgen kann, daß die Kontaktstücke Z-förmig gebogen sind, wobei der eine Schenkel der Z-Form zur Befestigung am Deckel und der andere kammartig geschlitzt zur Verbindung mit den Elektroden dient. Das Elektrodenpaket kann durch diese Ausbildung der Kontaktstücke in weitem Maße stoßgedämpft, also nur von dem Gehäusedeckel federnd getragen, in dem Gehäuse angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Kontaktanschlüssen für die Elektroden unter Vermeidung von frei in dem Elektrolyten liegenden Teilen aus elektrochemisch inaktivem elektrischem Leitermaterial muß als in weitem Maße richtunggebend für den Aufbau von Akkumulatoren mit dicht oder nahezu dicht aneinanderliegenden Elektroden betrachtet werden. Es hat somit diese erfindungsgemäße Forderung nicht allein für die Ausgestaltung der Kontaktanschlüsse Gültigkeit, sondern es ist diese Forderung auch für die Gestaltung der Elektrode selbst vorhanden. Bei vorgeschlagenen Blatt- oder Folienelektroden mit auf einer extrem dünnen Unterlage aufgebrachter hochporöser Sinterschicht wird man im Sinne der Erfindung die metallische Trägerunterlage für die Sinterschicht ganz mit dem Sinteraufbau der Elektrode umschließen. Dazu sei bemerkt, daß nach vorhandenen Erfahrungen gerade die freiliegenden Schnittränder, die im geschichteten Paket für Elektroden ungleicher Polarität dicht beieinanderliegen, mit zu den erwähnten Selbstentladungen im Ruhezustand des Akkumulators führen.

Diese Erkenntnisse im Rahmen der Erfindung sind nicht auf die besonders hervorgehobenen Blatt- oder Folienpaketakkumulatoren beschränkt, sondern sie treffen in gleicher Weise auch für andere Elektrodenarten zu, wenn sie für ihre Verwendung lagendicht oder nahezu lagendicht zu Paketen oder Wickeln vereinigt geschichtet oder gewickelt werden.

In der Zeichnung ist ein Folienelektrodenpaketakkumulator als Beispiel für die Verwirklichung der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt die Anordnung der Blatt- oder Folienelektroden 1 in dem Akkumulatorengehäuse 2. Die Kontaktfahnen 3 und 4 sind von der stromleitenden Trägerunterlage des Sintergerüstes der Elektrode mitgebildet. Diese Kontaktfahnen 3 und 4 sind bis über den betriebsmäßig vorhandenen Stand des Elektrolyten 5 mit Mrtrochemisch aktiver Masse versehen, und es ist nur das für die Bildung einer stromleitenden Ver-

bindung vorhandene Stück der Kontaktfahne ohne den mikroporösen Sintergerüstüberzug. Die Kontaktstücke 6 und 7 sind Z-förmig gebogen, und sie sind an ihrem Schenkel 8 kammartig geschlitzt. In jeden dieser Schlitze greift eine Kontaktfahne 3 oder 4 einer Elektrode ein, und es sind durch die spiegelbildliche Schichtung der Anoden gegenüber den Kathoden alle Elektroden gleicher Polarität an ein Kontaktstück 6 oder 7 angeschlossen. Nach dem Einfädeln der Kontaktfahnen 3 und 4 in die Kammschlitze der Kontaktstücke 6 und 7 werden diese mittels der Schweißnaht 13 elektrisch gut leitend mit den Kontaktfahnen 3 und 4 verbunden, zu welchem Zweck die Kontaktstücke 6 und 7 an ihrem Kammende eingerollt oder entsprechend umgebogen sind (Fig. 2).

Durch die Z-Form wirken die Kontaktstücke 6 und 7 als elastische, stoßdämpfende Halterung für das Elektrodenpaket in dem Gehäuse 2. Die Befestigung der Kontaktstücke 6 und 7 an dem Gehäusedeckel 9 erfolgt mittels der Anschlußbolzen 10 und 11. Der Gehäusedeckel 9 dient gleichzeitig als Montagedeckel, und er trägt das Elektrodenpaket über die Kontaktstücke 6 und 7. Das Gehäuse 2 besteht aus durchsichtigem Kunststoff, z. B. Polystyrol, und es ist der Deckel 9 mit dem Gehäuse 2 rlüssigkeitsdicht vergossen. 12 ist die Verschluß- und Ventilschraube für die Elektrolyteinfüllöffnung.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Alkalischer Akkumulator mit einem dichtschichtigen Elektrodenpaket aus Sintergerüstelektroden nach Patent 977 069, dadurch gekennzeichnet, daß an die von Streifenstücken gebildeten Elektroden Anschlußfahnen angesetzt sind oder das Streifenmaterial der Elektroden solche Anschlußfahnen mit bildet, die, in kammartig geschlitzte Kontaktstücke eingreifend, mit diesen durch eine die Kammlücke überbrückende Schweißnaht elektrisch gut leitend verbunden sind, und daß ein solches Kontaktstück den Polanschluß mehrerer gleichpoliger Elektroden des Paketes bildet, die von dem Kontaktstück getragen sein können.
2. 2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahnen innerhalb des betriebsmäßig vorhandenen Elektrolytstandes elektrochemisch aktive oder aktivierbare Elektrodenteile bilden und die eventuell in dem Elektrolyten liegenden kammartigen Kontaktstücke mit ihren Elektrodenschweißverbindungen mit einem elektrisch isolierenden, laugenfesten Überzug, z. B. Lacküberzug, versehen sind.
3. 3. Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Elektrodenpaket und seinen Anschlüssen bzw. Polkontakten keine frei in dem Elektrolyten liegenden Teile aus elektrochemisch inaktivem elektrischem Leitermaterial vorhanden sind.
4. 4. Akkumulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektrodenpakete tragenden Kontaktstücke federnd ausgebildet sind, beispielsweise durch Ausbildung in Z-Form, wobei einer der beiden parallel zueinander laufenden Schenkel des Z zur Befestigung am Deckel und der andere kammartig geschlitzt zur Verbindung mit den Elektroden dient.

   70 In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 719778;

   französische Patentschriften Nr. 748 630,
   926470;

   USA.-Patentschrift Nr. 1 377 194;

   Drucker und Finkelstein, »Galvanische Elemente und Akkumulatoren«, 1932, S. 183;

   C. Drotschmann und P. I. Moll, »Die Fabrikation von Trockenbatterien und Bleiakkumulatoren«, 1941, S. 704.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 509 775/5 1.66