FI71633B - Blyackumulator med flera celler - Google Patents

Description

KuuLUTUSjULKAisu 71633 6 (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT ' ]ΌΟ° C (45) ?"te:-Ui ^'önnctty 1' r-ont 19 Cl 1357 ^ ^ ^ (51) Kv.ik.7int.CI.4 H 01 M 10/12 SUOMI—-FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 781971 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 20.06.78 (H) (23) Alkupäivä — Glltighetsdag 20.06.78 (41) Tullut julkiseksi — Blivlt offentlig 2^.02-79

Patentti- ja rekisterihallitus ^ Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 10.10.86

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prloritet 23-08.77

Saksan 1i i ttotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(OE) P 2737837.6 (71) VARTA Batterie Aktiengesel1schaft, Am Leineufer 51, Hannover,

Saksan 1iittotasava1ta-Förbundsrepubl iken Tyskland(DE) (72) Hans-Joachim Golz, Hannover, Saksan 1iittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7^) Lei tzinger Oy (5*0 Useampikennoinen lyijyakku - B1yackumulator med flera celler

Keksinnön kohteena on useampikennoinen lyijyakku, jossa on elektro-diryhmät, jotka koostuvat sik-sak-maisista paketiksi yhteentaivute-tuista positiivisista ja negatiivisista nauhaelektrodeista, noiden välissä on erotin. Erityisesti keksinnön kohteena on aioneuvoihin, esim. starttiakuksi sopiva akku.

Akkutekniikassa ovat useimmat uudistukset olleet eduksi varsinaiselle tuotteelle. Niin oli asianlaita esimerkiksi alkuaikoina, kun kehitettiin vähällä huollolla toimeentuleva lyijyakku ia silloin, kun otettiin käyttöön starttiakkujen kevyet muovikuoret aikaisemmin käytettyjen kovakumikuorien tilalle, jolloin saavutettiin huomattavaa tuotannon edistymistä ja laadun paranemista.

Sitä vastoin valmistusprosessi määräytyy edelleenkin muiden tvövai-heiden, kuten kennolevyn valamisten, massan levittämisen, muotoilujen, levylohkojen kokoamisen ja asentamisen mukaan. Huolimatta koneellisista apuneuvoista täytyy monia työvaiheita edelleenkin 2 71633 tehdä käsityönä jopa yksittäiselektrodien yhteydessä niin, että työnkulku on jäänyt kokonaisuudessaa epäjatkuvaksi, mikä asettaa tuotannolle rajoja.

Rationaalisempia työmenetelmiä on voitu soveltaa vain niin sanottujen pienakkujen valmistuksessa, jotka voidaan valmistaa massatuotantona.

Siihen on kuulunut sekä alkalipienakkujen kuin pien-lyijyakkujen ia niiden kelaelektrodilaitteiden valmistus. Niissä kelataan postiivi-nen ja negatiivinen elektrodinauha erottimen välissä elektrodike-lalle ja asennetaan se kennosäiliöön. Elektrodien reunat on varustettu kosketinliitännöillä säiliön läpi johtamista varten. Kosketus-läpivientien monimutkaisuuden vuoksi käytetään tällaisia kelaelek-trodilaitteita vain yksikennoisiin akkuihin.

Myös elektrodilevyissä ei voida olla huomaamatta selvää trendiä, että raskaat massakannattimet, ts. valetut lyijyristikot korvataan kevyemmillä rakenteilla, kuten verkkometallilla. Verkkometalleja voidaan tämän lisäksi valmistaa päättymättöminä nauhoina.

Yksistään verkkometalliperustalla valmistetut elektrodilevvt, jotka pakataan pinkoiksi ja tavalliseen tapaan asennetaan ylhäältä avoimiin lohkokoteloihin, jolloin kotelot suljetaan tavalliseen tapaan, eivät vielä merkitse mitään erinomaista edistysaskelta joustavalle työn kululle.

Helpompaa akkukennojen kompakteiksi kennolohkoiksi kytkemistä on julkaisun US-PS 38 44 841 mukaan pyritty saavuttamaan siten, että luopumalla kulloinkin yksittäiskennon yhdestä otsapinnasta yhdistettiin haluttu määrä kennoja toisiinsa. Yhdistäminen on mahdollista kunkin kennon sivuseinän pienin maljamaisen laajennuksen ansiosta, jolloin sivuseinät tarttuvat samassa suunnassa seuraavan viereisen kennon sivuseinässä olevaa laajennettuun reunaan. Aikaansaatava pistoliitos jättää kuitenkin ongelmaksi kotelon tiiviyden elektrolyytin suhteen sekä moitteettoman sähköisen kosketuksen.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada käyttökelpoinen lyijyakku, joka soveltuu massatuotantoon paremmin kuin tähänastiset. Edelleen on tehtävänä aikaansaada sellaisen akun valmistusmenetelmä.

3 71633

Tehtävä ratkaistaan siten, että vierekkäiset yksittäiset kennot on yhdistetty sähköisesti keskenään yhden nauhaelektrodin elektrodin kannattimella, joka on ohjattu suuripintaisesti kennojen erot.in-seinämän lävitse ja että lohkokotelon sulun muodostaa sivuseinä, joka on kohtisuorassa elektrodien tasoon nähden.

Keksinnön mukaiselle valmistusmenetelmälle on tunnusomaista se, että kulloinkin elektrodinkannatin, joka suuripintaisesti johdetaan lohkokotelon kennon erotusseinän tai otsaseinän lävitse, varustetaan vastaavasti jaetuilla osilla, joissa ei ole aktiivista massaa, että vastaava vastaelektrodin rinnakkaisosa poistetaan kokonaan, ja että lohkokotelon sivuaukot lopuksi nestetiiviisti suljetaan hitsaamalla sivuseinä.

Seuraavassa keksinnön kohdetta sekä sen keksinnön mukaista valmistusmenetelmää kuvataan viittaamalla oheiseen piirustukseen.

Kuvio 1 esittää kaaviollista päällikuvantoa, joka selventää keksinnön kohdetta.

Kuvio 2 esittää perspektiivisesti etupuoleltaan avattua kaksi- kennoista akun lohkokoteloa ja siitä ilmenee mvös elektrodi-varustuksen kulku.

Lohkokotelossa 1 on keksinnön mukainen elektrodisarja, joka muodostuu nauhaelektrodista 12, nauhaelektrodista 13 ja niiden välissä olevasta erotinnauhasta 4, jossa on rivat tai olakkeet 5. Nämä nauhat on taitettu sik-sak-muotoisesti paketiksi ja ne työnnetään pakettina sivulta akkukennoihin. Elektrodipaketin taitosreunat 6 ovat kohtisuorassa akun pohjaan nähden niin, että kaasukuplat voivat nousta esteettömästi elektrodien välissä.

Keksinnön mukaisesti tapahtuu sekä kennojen keskinäinen vhteenkyt- 4 71633 kentä että myös virran ulosjohtaminen suuripintaisesti lohkokotelon kennon erotinseinämän 7 tai otsaseinämän 8 yli johdetuilla kunkin nauhaelektrodin elektrodinkannattimen alueilla 9. Kuvioissa on esimerkiksi ulosjohtavat liitännät 16 ja 17 muodostettu nauhaelektrodin 12 elektrodinkannattimesta 2, kun taas kennojen välinen yhteys on toteutettu nauhaelektrodin 13 elektrodinkannattimella 3.

Mutta myös voidaan kunkin nauhaelektrodin pää kiertää lyijypuikon ympärille ja yhdistää tämän kanssa sähköäjohtavasti esimerkiksi puristushitsillä. Tästä puikosta lähtien voidaan navan läpivienti aikaansaada sinänsä tunnetulla tavalla.

Vastaelektrodi ja erotin on katkaistu kennojen väliseltä siirtymä-alueelta.

Sik-sak-muotoisesti taitetun keksinnön mukaisen elektrodipaketin valmistamiseksi useampikennoista akkua varten lähdetään edullisesti päättymättömänä nauhana rullille 10, 11 kelatusta elektrodinkannat-timesta 2, 3f joka on tavanomaisen lyijykennolevyn muotoinen tai se voi myös muodostua lyijystä valmistetusta verkkometallista, jolloin kukin elektrodinauha omaa reunaosassaan läpikulkevan portaan. Näihin elektrodinkannattimiin kiinnitetään aktiiviksi aineeksi yhtenäinen massa. Tämä on edullista, koska valmiit nauhaelektrodit akkukäytössä muuttavat polaarisuuttaan kennosta toiseen. Elektrodinkannattimet 2, 3 muuttuvat siten nauhaelektrodeiksi 12, 13.

Sulkien väliinsä erittäin huokoisen, mutta kuitenkin paineen suhteen laajasti tunteettoman rullalta 14 tulevan erotinnauhan 4, kulkevat elektrodinauhat kääntörullan 15 yli ja vhdistyen siinä, minkä jälkeen ne voidaan taivuttaa.

Välittömästi ennen taitosten tekemistä leikataan ennalta määrätyillä etäisyyksillä kustakin nauhaelektrodista 12, 13 ja erottimesta 4 osat 9, jotka tulevat lohkokoteloon työntämisen jälkeen ylittämään kennoseinämän 7 tai 8 ja jotka ovat siis siellä tarpeettomia, lukuunottamatta erotusseinämän ylitykseen kulloinkin tarvittavaa elektrodinkannatintä.

Aktiivisen massan poistaminen voi tapahtua puhallus- tai huuhtelu- menetelmällä tai myös jo massaa levitettäessä jättämällä vastaavat elektrodin kannattimen kohdat ilman massaa.

5 71633

Akun valmistuksessa on tämän jälkeen tarpeen vain sulkea kotelo, joka voi yllättäen tapahtua sangen yksinkertaisesti niin, että sinänsä tunnetulla pielien hitsausemenetelmällä kiinnitetään sivupinta 18. Lämpövaikutuksen vuoksi tunkeutuu muovi sekä kennojen ero-tusseinämissä 7 että lohkokotelon otsapihnassa 8 kuten myös vastaavissa jatkoksissa 19, 20 sivuseinämässä 18 elektrodin kannattimen lävitse niin, että syntyy kiinteä ja nestetiivis liitos. Ennen tätä kannen lämmitystä voi olla tarkoituksenmukaista puristaa elektrodin kannatin pistimen avulla kiinni erotusseinämään ja mahdollisesti suorittaa tässä vaiheessa vielä ylimääräinen lämmitys, jotta saavutettaisiin elektrodikannattimen tietty tunkeutuminen kennojen erotusseinämään 7 ennen lopullista kannen hitsaamista.

Lohkokotelon yläsivulle kuvion 1 kuvatason kanssa yhtenevästi on sitten tehty tavanomaiset täyttö- ja kaasunpoistoaukot.

Mainitun kuvion 1 kuvatason kanssa yhdensuuntainen on mvös elektrolyytin pinta, kun taas sulkupinta, joita linja A-A kuvaa, on kohtisuorassa elektrolyytin pintaa vasten.

Tällaisen akun välttämättömät päätenapaliitännät voidaan muodostaa kennon sisä- tai ulkopuolelle esille tulevasta elektrodin kannatti-mesta puristamalla tai esimerkiksi hitsaamalla siihen päätenapa.

On selvää, että tavanomaiset työvaiheet kovettaminen, muotoilu, pintakäsittely (esim. boorihapolla käsitellen) voidaan suorittaa lohko-kotelon ulkopuolella. Valmistusprosessin jatkuvuuden kannalta tulee erityisen edulliseksi, kun elektrodipaketin lohkokoteloon asentamisen jälkeiset työvaiheet suoritetaan siinä itsessään.

Kuvatun akun etu on siinä, että sen valmistusprosessi takaa erittäin edullisen materiaalin kulun.

Claims (9)

71633

1. Useampikennoinen lyijyakku, jossa on elektrodiryhmät, jotka koostuvat sik-sak-maisista paketiksi yhteentaivutetuista positiivisista ja negatiivisista nauhaelektrodeista, joiden välissä on erotin, tunnettu siitä, että vierekkäiset yksittäiset kennot on yhdistetty sähköisesti keskenään yhden nauhaelektrodin (12, 13) elektrodikannattimellä, joka on ohjattu suuripintaisesti kennojen erotinseinämän lävitse ja että lohkokotelon sulun muodostaa sivuseinä (18), joka on kohtisuorassa elektrodien tasoon nähden,

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen useampikennoinen lyijyakku, tunnettu siitä, että elektrodin kannattimet (2, 3) on muodostettu verkkometallia olevista päättymättömistä nauhoista.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen useampikennoinen lyijyakku, tunnettu siitä, että elektrodiryhmien nauhanpäät on yhdistetty puikkomaisiin lyijjysauvoihin sähköäjohtavasti, esim. kelaamalla ja puristushitsaamalla, ja että nämä sauvat muodostavat perustan napojen läpiviennille.

4. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen useampikennoinen lyijyakku, tunnettu siitä, että ulommat sähköiset liitännät (16, 17) on muodostettu suuripintaisesti lohkokotelon (1) otsaseinän (8) läpi johdetusta kulloinkin ainoastaan yhden nauhaelektrodin (12 tai 13. elektrodin kannattimesta (2 tai 3).

5. Useampikennoisen lyijyakun valmistusmenetelmä, jossa elektrodi-ryhmät, jotka koostuvat positiivisista ja negatiivisista nauhaelektrodeista välissä olevine erottimineen taitetaan sik-sak-maisesti yhteen paketiksi ja sijoitetaan lohkokoteloon, tunnettu siitä, että kulloinkin elektrodinkannatin, joka suuripintaisesti johdetaan lohkokotelon kennon erotusseinän tai otsaseinän lävitse, varustetaan vastaavasti jaetuilla osilla, joissa ei ole aktiivista massaa, että vastaava vastaelektrodin rinnakkaisosa poistetaan kokonaan, ja että lohkokotelon sivuaukot lopuksi nestetiiviisti suljetaan hitsaamalla sivuseinä (18). 7 71633

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulkeminen tapahtuu pielet hitsaamalla ja että ennen hitsaamista aktiivista massaa sisältämätön toisen nauhaelektrodin elektrodinkannatin puristamalla upotetaan hieman kennon erotus-seinään tai otsaseinään.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrodinkannattimen upotettava osa lämmitetään ennen puristamista.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrodin kannattimet on päällystetty yhtenäisellä aktiivisella massalla.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nauhaelektrodit muotoillaan suljetussa lohkokotelossa. 8 71633