ES2321661T3 - Acumulador de plomo. - Google Patents
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Abstract
Acumulador con pilas de placas de electrodos (1), que están conformadas a partir de un gran número de placas de electrodos apiladas una sobre otra distanciadas entre sí con separadores que se encuentran entre placas de electrodos contiguas, en el que una pila de las placas de electrodos (1) se sujeta con al menos una cinta (2) soldable de modo termoplástico que comprende la pila de las placas de electrodos (1) de modo correspondiente, caracterizado porque las secciones dispuestas una sobre otra de una cinta (2) están soldadas entre sí de modo termoplástico.
Description
Acumulador de plomo.
La invención se refiere a un acumulador de plomo
con pilas de placas que están conformadas por un gran número de
placas de electrodos apiladas una sobre otra separadas entre sí con
separadores que se encuentran entre electrodos contiguos.
Las pilas de placas de electrodos convencionales
están conformadas por un gran número de placas de electrodos
puestas en camisas en separadores, que se introducen a continuación
en un recipiente de celda. La anchura del recipiente de celda y,
con ello, la holgura de la pila de las placas de electrodos en el
recipiente de celda se determina habitualmente por medio de nervios
inyectados en el recipiente de celda. Para facilitar la
introducción de la pila de las placas de electrodos en un recipiente
de celta, se usa habitualmente una lámina de polipropileno que
rodea la pila de las placas de electrodo.
Un problema en los acumuladores de plomo viene
representado, además, por el crecimiento de las placas de rejilla
positivas. Este crecimiento se produce, en particular, en el caso de
placas de rejilla hechas de metal desplegado, ya que éstas no
presentan ningún tipo de marco estabilizador.
Se conoce el revestimiento de pilas de placas de
electrodos, al menos en los bordes. Los revestimientos se pueden
envolver y pegar en el proceso de fabricación fácilmente alrededor
de las placas de electrodos muy estables. Este tipo de
procedimientos se describen, por ejemplo, en el documento
EP1148569A2. Los revestimientos pegados son estables durante mucho
tiempo, ya que se adhieren bien en las placas de electrodos de
baterías prismáticas, y la construcción mecánica de los
acumuladores prismáticos permite una fijación de los revestimientos
sin peligro de deformación de las placas de electrodos.
Se conoce del documento JP
62-278771 A y del documento JP
58-018882 A un cierre de una pila de las placas de
electrodos en una camisa de un material de hojas de contracción. Por
medio del tratamiento térmico de la camisa, ésta se contrae, y se
dispone de modo ajustado alrededor de la pila de las placas de
electrodos.
En la patente estadounidense 6.780.540 B2 se
describe una carcasa provista de elementos tensores para pilas de
placas de electrodos. Por medio de las guías se sujeta de un modo
seguro lateralmente la pila de las placas de electrodos.
Partiendo de esto, el objetivo de la presente
invención es crear un acumulador mejorado en el que se facilite la
introducción de una pila de las placas de electrodos y se incremente
la resistencia funcional.
El objetivo se consigue con el acumulador del
tipo mencionado al comienzo gracias al hecho de que se mantengan
juntas una pila de las placas de electrodos con el menos una cinta
que se pueda soldar de modo termoplástico que rodee la pila de las
placas de electrodos de modo correspondiente.
Por medio del revestimiento de la pila de las
placas de electrodos con cintas que se pueden soldar de modo
termoplástico se consigue que las pilas de placas de electrodos se
puedan introducir fácilmente en un recipiente de celda y que estén
bajo presión de modo duradero. Gracias a ello se reduce el peligro
de la purga de la masa positiva durante el funcionamiento y se
mejora considerablemente la capacidad de ciclos del acumulador.
También se mejora la resistencia frente a vibraciones.
Las secciones terminales de las cintas se pueden
soldar de modo sencillo después de realizar la envoltura alrededor
de una pila de las placas de electrodos. Se ha mostrado que por
medio del uso de cintas soldables de modo termoplástico se
garantiza que los bordes fácilmente deformables de las placas de
electrodos, que están hechos, por ejemplo, en el caso de
acumuladores de plomo, de material de plomo fácilmente deformable,
se cuidan durante el proceso de la envoltura y del soldado
termoplástico. No se requiere adicionalmente ninguna adherencia de
las cintas termoplásticas a las placas de electrodos, como en el
pegado convencional de los revestimientos para acumuladores
prismáticos.
Por medio del uso de cintas soldables de modo
termoplástico y por medio del soldado termoplástico de las secciones
dispuestas una sobre otra de una cinta se garantiza, con ello, que
la envoltura y durante el soldado de los revestimientos no se dañan
los bordes de las placas de electrodos fácilmente deformables y se
mantiene la unión de los extremos del revestimiento de los ácidos
durante un funcionamiento prolongado y también puede hacer frente a
las condiciones
térmicas.
térmicas.
Debido a ello, tanto las cintas soldables
termoplásticas como el soldado han de ser resistentes al
ácido.
ácido.
Es especialmente ventajoso que las cintas tengan
una anchura en el intervalo de 5 mm a 50 mm, y preferentemente de
20 mm a 30 mm. Se ha puesto de manifiesto que en este intervalo se
reduce el peligro de daños a los bordes de las placas de electrodos
y adicionalmente se reduce la superficie de los electrodos
exteriores en una medida asumible. La anchura seleccionada
representa, con ello, el mejor compromiso posible.
En una forma de realización, las cintas se
extienden en las regiones del borde exterior de las pilas de placas
de electrodos verticalmente por encima de la altura constructiva de
las placas de electrodos. Esta forma de realización tiene la
ventaja de que gracias a ello se evitan daños en las regiones del
borde exterior durante la introducción de las pilas de placas de
electrodos en el recipiente de celda de una caja de batería de la
mejor manera posible. En esta forma de realización se facilita
considerablemente la introducción de la pila de las placas de
electrodos en un recipiente de celda.
Otra forma de realización prevé que al menos una
cinta, referida a la anchura de las placas de electrodos, se
extienda en la región central de la pila de las placas de electrodos
verticalmente por encima de la altura constructiva de la pila de
las placas de electrodos. Es decir, que un revestimiento se extienda
en la región central desde el suelo a la tapa. Esta forma de
realización se contrapone de modo óptimo al crecimiento de las
placas de electrodos en la región central más flexible, y con ello
más crítica, de las placas de electrodos. Además, el revestimiento
sirve como ayuda a la inserción gracias a su orientación.
Otra forma de realización prevé que al menos una
cinta, referida a la altura constructiva de la pila de las placas
de electrodos, se extiende en la zona central de la pila de las
placas de electrodos horizontalmente a lo largo de la anchura de la
pila de las placas de electrodos. En esta forma de realización, la
pila de las placas de electrodos se sujeta por medio del
revestimiento bajo una presión uniforme relativa.
Las tres formas de realización descritas se
pueden emplear individualmente o una con otra en cualquier
combinación.
Es especialmente ventajoso que las secciones
dispuestas una sobre otra de una cinta estén soldadas por
ultrasonidos. La soldadura de cintas termoplásticas por medio de
bocina ultrasónica se conoce suficientemente de la técnica de
empaquetado, y se puede dominar en un procedimiento automatizado. La
soldadura por ultrasonidos es además suficientemente estable y
resistente al ácido. Alternativamente también se puede pensar en una
soldadura térmica o por vibra-
ción.
ción.
Es especialmente ventajoso cuando las cintas
están hechas de polipropileno (PP), polietileno (PE), o tereftalato
de polietileno (PET).
La invención se explica a continuación con más
detalle a partir de ejemplos de realización con los dibujos anexos.
Se muestra:
Figura 1 Vista en perspectiva de una pila de las
placas de electrodos con cintas soldadas de modo termoplástico en
las regiones del borde exterior;
Figura 2 Vista en perspectiva de una pila de las
placas de electrodos con una cinta soldada de modo termoplástico en
la región central;
Figura 3 Vista en perspectiva de una pila de las
placas de electrodos con una cinta soldad de modo termoplástico en
la región central.
La figura 1 deja reconocer una forma de
realización de una pila de las placas de electrodos 1 para el
montaje en un recipiente de celda de una carcasa de un acumulador
de plomo. La pila de las placas de electrodos 1 está conformada de
modo conocido de por sí por un gran número de placas de electrodos
apiladas una sobre otra distanciadas entre sí con separadores que
se encuentran entre las placas de electrodos contiguas.
Los separadores pueden estar conformados en este
caso de modo conocido como camisas que están introducidas en las
placas de electrodos.
La pila de las placas de electrodos 1 vista a lo
largo de la anchura B de la pila de las placas de electrodos 1,
está rodeada en las dos regiones del borde exterior con una cinta
2a, 2b soldable de modo termoplástico hecha de polipropileno PP,
respectivamente. Las cintas 2a, 2b están unidas entre sí,
respectivamente, en secciones dispuestas una sobre otra de una
cinta 2a, 2b, de modo termoplástico, por ejemplo por medio de
soldadura por ultrasonidos, soldadura térmica o soldadura por
vibración. Las cintas 2a, 2b se extienden verticalmente por encima
de la altura constructiva H de la pila de las placas de electrodos 1
desde el suelo hasta la región de la tapa en la que se encuentran
los conductores 3a, 3b para las placas de electrodos positivas y
negativas, que están unidos eléctricamente, respectivamente, con
las placas de electrodos positivas y las placas de electrodos
negativas y los polos de conexión correspondientes.
El revestimiento (precintado) de las pilas de
placas de electrodos 1 se realiza después del apilado, una sobre
otras, de un cierto número de juegos de placas de electrodos
encamisadas con placas de electrodos alternantes positivas y
negativas y separadores dispuestos entre medias en forma de camisas.
Antes o después del revestimiento se realiza entonces la entrada de
los conductores 3a, 3b (elementos de unión).
Por medio de los revestimientos, las pilas de
placas de electrodos 1 se pueden introducir con una holgura mínima
en el recipiente de celda. Por medio de los revestimientos
verticales representados está disponible una ayuda de introducción,
y se minimiza la fricción de las placas exteriores con la pared de
la celda. Gracias al hecho de que los revestimientos se encuentren
en los bordes exteriores de las placas de electrodos se evita un
desplazamiento hacia arriba de las placas exteriores al introducir
la pila de las placas de electrodos 1 en el recipiente de la celda.
Las esquinas de las placas de electrodos, además, ya no se pueden
doblar.
Los revestimientos tienen además la ventaja de
que la pila de las placas de electrodos 1 montada está bajo presión
de modo duradero. Gracias a ello se reduce el peligro de la purga de
la masa positiva, y se mejora fuertemente la capacidad de ciclos
del acumulador de plomo. Además se mejora considerablemente la
resistencia frente a vibraciones.
El uso de las cintas 2 soldables termoplásticas
como revestimientos para pilas de placas de electrodos 1, en el
caso de baterías AGM con electrolito fijado, tiene además la ventaja
de que se puede prescindir del empleo de un material no tejido en
la superficie de los separadores.
Como consecuencia de la fijación de la pila de
las placas de electrodos 1 por medio del revestimiento se puede
prescindir además a los nervios inyectados convencionalmente en el
recipiente de la celda, de manera que las cajas de la batería se
pueden construir de un modo más sencillo.
Los revestimientos tienen además la ventaja de
que se puede reducir la complejidad en los separadores. En un
revestimiento ya no es necesario ajustar la holgura dependiendo de
la variación del grosor del separador.
Gracias al hecho de que las pilas de placas de
electrodos 1 se sujeten bajo presión por medio de los
revestimientos, las paredes de los recipientes de las celdas ya no
han de ser tan gruesas como hasta ahora. Por medio de las paredes
estables se ha de conseguir habitualmente una rigidez de manera que
una presión que actúe a través de las paredes comprima entre sí las
placas de electrodos de una pila de las placas de electrodos. Por
medio del revestimiento se prescinde del requerimiento de paredes
estables, y también de la necesidad del empleo de materiales
rellenos de fibras de vidrio o de polvos de talco, que hasta ahora
se preocupaban de la estabilidad y de la rigidez
cíclica.
cíclica.
Los revestimientos de las pilas de placas de
electrodos 1 tienen además la ventaja de que se suprime de un modo
efectivo el crecimiento de placas de electrodos positivas hechas de
rejillas de metal desplegado que no presentan marco.
La figura 2 deja reconocer una forma de
realización de una pila de las placas de electrodos 1, en la que
está previsto un revestimiento con una cinta 2c soldable de modo
termoplástico referida a la anchura B de la pila de las placas de
electrodos 1 en la región central verticalmente por encima de la
altura constructiva H. Gracias a ello se garantiza una presión
suficiente, en particular en la región central.
La Figura 3 deja reconocer otra forma de
realización en la que está previsto un revestimiento hecho de una
cinta 2d soldable de modo termoplástico referida a la altura
constructiva H de la pila de las placas de electrodos 1 en la
región central, extendiéndose el revestimiento horizontalmente a lo
lago de la anchura de la pila de las placas de electrodos 1.
Los revestimientos representados se pueden
combinar entre ellos de cualquier manera. La anchura de las cintas
2 termoplásticas ha de estar en el intervalo que va de 20 mm a 30
mm. La fuerza de tracción de los revestimientos en las placas de
electrodos de una pila de las placas de electrodos 1 se puede
ajustar de modo variable según se requiera, y se ha de seleccionar
de tal manera que aguante la presión de la pila de las placas de
electrodos 1 en un trabajo de volumen. Por medio del uso de cintas
2 hechas de polipropileno PP o materiales similares soldables de
modo termoplástico resistentes al ácido, se consigue una fabricación
sencilla del revestimiento sin peligro de daños de los bordes de
las placas de electrodos. El revestimiento y el soldado son estables
durante mucho tiempo, y soportan las cargas térmicas, así como las
influencias de los ácidos.
Claims (9)
1. Acumulador con pilas de placas de electrodos
(1), que están conformadas a partir de un gran número de placas de
electrodos apiladas una sobre otra distanciadas entre sí con
separadores que se encuentran entre placas de electrodos contiguas,
en el que una pila de las placas de electrodos (1) se sujeta con al
menos una cinta (2) soldable de modo termoplástico que comprende la
pila de las placas de electrodos (1) de modo correspondiente,
caracterizado porque las secciones dispuestas una sobre otra
de una cinta (2) están soldadas entre sí de modo termoplástico.
2. Acumulador según la reivindicación 1,
caracterizado porque las cintas (2) soldables de modo
termoplástico y el soldado son resistentes al ácido.
3. Acumulador según una de las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque las cintas (2) tienen una anchura
en un intervalo de 5 mm a 50 mm y preferentemente de 20 mm a 30
mm.
4. Acumulador según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque las cintas (2) se extienden en
las regiones del borde exterior de la pila de las placas de
electrodos (1) de modo vertical por encima de la altura
constructiva (H) de las placas de
\hbox{electrodos.} 5. Acumulador según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque al menos una cinta (2) referida
a la anchura (B) de las placas de electrodos se extiende en la
región central de la pila de las placas de electrodos (1) de modo
vertical por encima de la altura constructiva de la pila de las
placas de electrodos (1).
6. Acumulador según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque al menos una cinta (2), referida
a la altura constructiva (H) de las placas de electrodos, se
extiende en la región central de la pila de las placas de
electrodos (1) de modo horizontal por encima de la altura
constructiva de la pila de las placas de electrodos (1).
7. Acumulador según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque las secciones dispuestas una
sobre otra de una cinta (2) están soldadas, respectivamente, por
medio de ultrasonidos, de modo térmico o por vibración.
8. Acumulador según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque las cintas (2) están hechas
de polipropileno (PP), polietileno (PE) o tereftalato de polietileno
(PET).
9. Acumulador según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el acumulador es un
acumulador de plomo y las placas de electrodos están hechas de una
aleación de plomo.
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