DK154379B - Flercellet blyakkumulator samt fremgangsmaade til fremstilling af samme - Google Patents

Description

DK 154379 B

i

Opfindelsen angår en flercellet blyakkumulator med elektrodeblokke bestående af sik-sak-agtigt til en pakke sammenfoldede positive og negative båndelektroder bestående af et elektrode-bæreskelet med derpå i pastaform påført aktiv masse med mel-5 lemliggende separatorer.

Blyakkumulatorer har trods deres specielle udformninger, der er afpasset efter specielle anvendelsesområder, i dag opnået en høj grad af teknisk fuldkommenhed. Ud fra opbygningen af de 10 positive plader kan akkumulatorcellerne opdeles i tre grupper.

Der er celler med positive plader med et stort overfladeareal, og som fortrinsvis er beregnet til stationær anvendelse, og celler med positive gitterplader, der fortrinsvis er beregnet til køretøjer, og celler med positive panserplader, der både 15 kan anvendes som trækbatteri og til stationær anbringelse.

Blyakkumulatorer til brug i køretøjer er af indlysende årsager mere kompakte end stationære batterier. Dette gælder især startbatterier, hvor flere celler er forenet i én blokkasse.

20 Blokkassen har påsvejsede dæksler med en åbning over hver celle for gasudluftning og efterfyldning med elektrolyt.

Cellerne indeholder positive og negative gitterplader, idet f.eks. seks negative og syv positive plader med mellemliggende 25 separatorer af mikroporøst materiale er sammenføjet til en pladeblok og anbragt i en celle. Alle strømafledere af både den ene og den anden polaritet er forbundne via polbroer, der bærer den pol, der rager ud af blokkassen.

30 Gitterpladerne opfylder for det første det ønske, at en celles inaktive konstruktionselementer og gittersubstanser, der alene tjener til strømafgivelse fra den virksomme elektrodemasse, reduceres til et minimum, således at energitætheden øges. Pladerne kan være meget tynde, eksempelvis 1 mm, i hvilket til-35 fælde masseudnyttelsen også ved høje strømtætheder er til fredsstillende. Takket være de seneste bestræbelser på at erstatte de sædvanlige bly/antimon-gitterlegeringer med antimonfattige eller -frie legeringer for at forbedre lagringsevnen

DK 154379 B

2 af opladede negative plader ved oxidationsbeskyttelse for aktiverings- eller egenafladningshæmmende tilsætninger og andre fornyelser, har elektroden og dermed blyakkumulatoren i dag en meget høj kvalitet.

5

Alligevel er fremstillingsprocessen trods automatisering af arbejdsforløbet i det væsentlige uændret og stadig diskontinuert. Blandt andet bliver gitrene fremstillet enkeltvis ved støbning. Klæbemaskinen arbejder ligeledes diskontinuert. End-10 videre er modningsprocessen og flere tankdannelser diskontinuere processer, ved hvilke gitterpladerne ophænges efter polaritet i adskillige timer i tanken. Pladeindbygningen i blokkassen, der ved celle- og blokkassefremst i 11 i ngen først foretages efter klæbningen henholdsvis modningen, sker også dis-15 kontinuert.

Fra USA patentskrift nr. 2.665.325 er det kendt at erstatte de enkelte plader af både den ene og den anden polaritet i en konventionel akkumulatorcelle med et fleksibelt elektrodebånd, 20 således at elektrodebestykningen af cellen udgøres af et viklet eller flere gange foldet elektrodedobbeltbånd med mellemliggende og i givet fald båndformede separatorer. Ved denne kendte elektrode er den aktive masse påført på perforerede og med aflederstrimler forsynede blyfolier eller indesluttet mel-25 lem blyfolier. Materialeudgiften og den omstændelige fremstilling af disse elektrodebånd gør, at de kun vil kunne anvendes i små blyceller.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en blyakkumula-30 tor, der udmærker sig ved en god økonomi, ringe vedligeholdelsesudgifter og høj pålidelighed. Endvidere skal akkumulatoren være egnet til massefabrikation, og den skal kunne fremstilles ved en i hovedsagen kontinuert fremstillingsproces. Dette formål er ifølge opfindelsen opnået ved, at naboceller er 35 elektrisk forbundet til hinanden ved at elektrodebæreskelettet af en af båndelektroderne, over en forholdvis stor flade er ført gennem cel 1eski11evæggen, hvorhos den ene båndelektrode er helt elektrisk afbrudt ved skillevæggen.

3

DK 154379B

Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til fremstilling af en flercellet blyakkumulator, ved hvilken elektrodeblokkene af positive og negative båndelektroder med mellemliggende sepera-torer sammenfoldes sik-sak-agtigt til en pakke og indsættes i 5 en blokkasse. Fremgangsmåden er ejendommelig ved, at elektro-debæreskelettet, som føres gennem en forholdvis stor flade af celleskillevæggen eller ydervæggen, forsynes med tilsvarende opdelte områder, der er fri for aktiv masse, og at tilsvarende parallelafsnit af modelektroden helt fjernes. Derved opnås en 10 særlig hensigtsmæssig fremgangsmåde til fremstilling af den flercellede blyakkumulator.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, der illustrerer en fremgangsmåde til 15 fremstilling af en akkumulator ifølge opfindelsen.

Den på tegningen viste blokkasse 1 indeholder et elektrodesæt bestående af en båndelektrode 12, en båndelektrode 13 og et mellemliggende separatorbånd 4 med ribber eller mellemstykker 20 5. Båndene er foldet sik-sak-agtigt til pakker og er derefter pakkevis ført sideværts ind i akkumulatorcellerne. Den enkelte elektrodepakkes foldekanter 6 står vinkelret på akkumulatorens anlægsflade, således at gasbobler imellem elektroderne uhindret vil kunne stige til vejrs.

25

Ifølge opfindelsen etablerer cellernes indbyrdes forbindelser over et forholdvis stort overfladeareal af celleskillevæggen 7 henholdsvis ydervæggene 8 af blokkassen ved hjælp af områder 9 af den ene båndelektrodes bæreskelet, medens cellens ydre af-30 ledninger tilvejebringes over et forholdvis stort overfladeareal af den anden båndelektrodes bæreskelet. På tegningen udgøres den indbyrdes forbindelse af båndelektrodernes 13 bæreskelet 3 og de ydre afledninger 16 og 17 af båndelektrodens 12 bæreskelet 2. Det pågældende elektrodebånd kan ved enden vik-35 les over en blystift og forbindes med denne, eksempelvis ved pressvejsning. Fra denne stift kan der etableres en polgennemføring.

DK 154379 B

4

Modelektroden og separatoren er afbrudt i overgangsområderne mellem cellerne.

Til fremstilling af en sik-sak-agtigt foldet elektrodepakke 5 til en flercellet akkumulator anvendes opviklede båndelektroder 12, 13, der kan have form som et almindeligt gitterskelet af bly eller bestå af valset metal, hvor hvert elektrodebånd ved randen har et gennemgående forbindelsesstykke. I dette elektrodebæreskelet er der som aktivt materiale indklistret en 10 ensartet masse. Dette er fordelagtigt, eftersom de færdige båndelektroder under drift skifter polaritet fra celle til celle. Elektrodebæreskeletterne 2, 3 går således over i båndelektroderne 12, 13.

15 Under mellemlæg af et højporøst separatorbånd 4, der i vid udstrækning er ufølsomt over for tryk, og som afvikles fra rullen 14, føres elektrodebåndene derefter sammen over omlej-ringsrullen 15, hvorefter de vil kunne foldes.

20 Umiddelbart inden foldningen udskæres i en forudbestemt af stand nogle områder 9 af båndelektroderne 12 og 13 og af separatoren 4, hvilke områder efter indføringen i blokkassen ellers ville forløbe over en af væggene 7 eller 8 og dér være overflødige, når bortses fra det til overgangen over en skil-25 levæg nødvendige elektrodebæreskelet. Den aktive masse kan fjernes ved en udblæsning eller spuling eller i givet fald ved under en klæbning at undlade at forsyne et tilsvarende område af elektrodebæreskelettet med klæbemasse.

30 Til akkumulatorens fremstilling er det således kun nødvendigt at lukke blokkassen, hvilket kan ske ved, at man ved en i og for sig kendt spejlsvejsemetode påsvejser en sidevæg 18. Ved varmepåvirkningen trænger plast fra såvel celleskillevæggen 7 som ydervæggen 8 af kassen som fra tilsvarende fortsættelser 35 19 henholdsvis 20 i sidevæggen 8 gennem elektrodebæreskelet tet, således at der fremkommer en fast og væsketæt forbindelse. Inden påsvejsningen af et låg kan man med fordel ved hjælp af et stempel påtrykke elektrodebæreskelettet på skillevæggen

Claims (9)

1. Flercellet blyakkumulator med elektrodeblokke bestående af sik-sak-agtigt til en pakke sammenfoldede positive og negative båndelektroder, bestående af et elektrodebæreskelet (2, 3) med derpå i pastaform påført aktiv masse med mellemliggende separatorer, kendetegnet ved, at naboceller er elek-20 trisk forbundet til hinanden ved, at elektrodebæreskelettet (2, 3) af en af båndelektroderne (12, 13), over en forholdvis stor flade er ført gennem cel leskillevæggen (7), hvorhos den anden båndelektrode er helt elektrisk afbrudt ved skillevæggen (7). 25

2. Blyakkumulator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at båndenderne af elektrodeblokkene er forbundet med stiftformede blystave, eksempelvis ved påvikling og pressvejsning, idet disse stiftformede blystave danner basis for polgennem- 30 føringer, og de ydre elektriske tilslutninger (16, 17) dannes af det gennem overfladen (8) af blokkassen førte elektrodebæreskelet af samme båndelektrode.

3. Blyakkumulator ifølge krav 1 eller 2, kendete g-35 net ved, at den enkelte elektrodeblok med sine foldekanter (6) er anbragt lodret i en celle, idet blokkassetiIslutninger-ne er dannet fra en af sidevæggene (18). DK 154379B $

4. Blyakkumulator ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at gennemføringerne af de enkelte bdndelektroder er ført gennem celleskillevæggene (7) og ydersiderne (8) af blokkassen (1) i lukkeplanet (A-A). 5

5. Fremgangsmåde til fremstilling af en flercellet blyakkumulator ifølge krav 1, ved hvilken elektrodeblokkene af positive og negative båndelektroder med mellemliggende separatorer sammenfoldes sik-sak-agtigt til en pakke og indsættes i en blok- 10 kasse, kendetegnet ved, at elektrodebæreskelettet, som føres gennem en forholdvis stor flade af celleskillevæggen » eller ydervæggen, forsynes med tilsvarende opdelte områder, der er fri for aktiv masse, og at tilsvarende parallelafsnit af modelektroden helt fjernes. 15

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at elektrodeblokken indsættes i en blokkasse (1) med åbninger i siden, og at denne side af blokkassen lukkes væsketæt ved påsvejsning af en sidevæg (18). 20

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at lukningen sker ved en spejlsvejsning, og at det af aktiv masse frie elektrodebæreskelet af den ene båndelektrode føres en smule ind i celleskillevæggen eller ydervæggen ved en tryk- 25 påvirkning, inden svejsningen finder sted.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at det område af elektrodebæreskelettet, der skal indsænkes, opvarmes inden trykpåvirkningen. 30

9. Fremgangsmåde ifølge krav 5-8, kendetegnet ved, at elektrodebæreskelettet pasteres med en ensartet aktiv masse. 35