FI81462C - Improved alkaline plate battery design - Google Patents
Improved alkaline plate battery design Download PDFInfo
- Publication number
- FI81462C FI81462C FI874496A FI874496A FI81462C FI 81462 C FI81462 C FI 81462C FI 874496 A FI874496 A FI 874496A FI 874496 A FI874496 A FI 874496A FI 81462 C FI81462 C FI 81462C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cell
- battery
- contact
- electrolyte
- end wall
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02E60/12—
Description
81 46281 462
ALKALI SEN LEVYKEPARISTON PARANNETTU RAKENNEIMPROVED STRUCTURE OF ITS ALKALI DISK BATTERY
Tämän keksinnön kohteena on aikai inen 1evykeparis to, jonka kennot on tyhjössä pakattu kennon kuorena toimivaan muovifolioon. Tällaisia kennoja voidaan kytkeä sarjaan mielivaltainen määrä paristoksi, jolla on haluttu jännite. Kennojen välinen kontakti saadaan aikaan meta 11ipi iki11ä , joka on kiinnitetty kennojen positiivisiin virra nkokooja 1 evyihin, ja jotka paristoa koottaessa tunkeutuvat kennojen negatiiviselle puolelle levitetyn sitkeän ja tarttuvan eristysainekerroksen ja sen alla olevan kennon k u o -rifolion läpi negatiiviseen elektrodiin, joka c.i hyytelömäistä ama1gamoidun sinkkijauheen, ka 1 iumhydrok sidi 1 iuokse n ja geeli-aineen seosta.The present invention relates to an early disk battery whose cells are vacuum-packed in a plastic foil acting as a cell shell. Such cells can be connected in series to an arbitrary number of batteries with the desired voltage. The contact between the cells is provided by a meta-11pi to 11 attached to the positive current collectors 1 of the cells, which, when the battery is assembled, penetrate the negative side of the cells through a tough and adhesive insulating layer and the a mixture of sodium hydroxide solution and gel substance.
Suomalainen patentti N:o 65688 kuvaa tällaisen pariston alkuperäisen rakenteen. Sen jälkeen on esitetty parannusehdotuksia U.S. patenteissa A,505,996, A, 525 ,A39 ja A,55A,226. Näissä kaikissa tähän asti esitetyissä ratkaisuissa on eräs perusvirhe, joka tehdasmaisessa tuotannossa on aiheuttanut paljon hankaluuksia. Kennon muovikuori, joka on polyamidi-polyeteenilaminaattia, on varsin taipuisaa ja sitkeää ainetta. Konta ktΪpi ikin läpäisyä vastustaa myös tarttuva ja sitkeä er i s tysa i nekerros , joka läpäi-syvaiheessa tarttuu piikin ympärille ohuena tuppimaisena kerroksena, joka saattaa eristävästi peittää huomattavan osan kontakti-piikin pinnasta, mikä pienentää pariston tehoa suurilla virroilla. Vaikkakin kontaktipiikki on teräväksi terotettu, sen työntäminen näiden kerrosten läpi vaatii melkoisen voiman. Tästä syystä ennen lopullista läpäisyä näiden kerrosten alla oleva pehmeä hyytelömäinen sinkkimassa antaa periksi. Siihen syntyy kuoppa, ja sinkkitahnaa työntyy säteettäisesti läpäisykohdasta ulospäin. Kennon kuorifolio eristys aine kerrok sin ee n taipuu vastaavasti, ja läpäisyhetkellä kennon ulkopuolelle, kontaktipiikin ympärille on muodostunut säteettäisiä uranaisia syvennyksiä. Kun kennot ovat lopullisesti puristuneet yhteen, nämä urat jäävät kontakti-piikistä ulospäin suuntautuviksi ilmakanaviksi, ja tällainen kanava saattaa ulottua jopa ulkoilmaan, mikäli tiivistysainekerros on epätasainen tai jos kennojen yhteen puristaminen ei tapahdu 2 81 462 täysin kohtisuorasti. Tuloksena saattaa olla jonkin ajan kuluttua havaittavissa oleva elektrolyytin vuoto kennosta, kun elektrolyytti on ensin esim. Ha rangoni-i1 miön johdosta päässyt tunkeutumaan konta ktipi ikkiä pitkin edellä mainittuihin ilmakanaviin. Valmiissa paristossa kennoihin kohdistuu niitä yhteen puristava paine, mikä vähitellen voi aiheuttaa pinta-aktiivisen alkalisen elektrolyytin löytämään tiensä mainittuja uria pitkin viereisen kennon kansifolion ja tiivistysainekerroksen välistä ulos paristosta. Tällaisen ilmiön on todettu tapahtuvan jo muutamassa tunnissa kansainvälisten laatutestien edellyttämässä +71°C lämpötilassa.Finnish patent No. 65688 describes the original structure of such a battery. Suggestions for improvement have since been made in U.S. Pat. in patents A, 505,996, A, 525, A39 and A, 55A, 226. There is one fundamental flaw in all these solutions presented so far that has caused a lot of inconvenience in factory-made production. The plastic shell of the cell, which is a polyamide-polyethylene laminate, is quite a flexible and tough material. The permeation of the contact is also resisted by an adhesive and tough insulation layer, which in the permeation phase adheres around the peak in a thin sheath-like layer which may insulatively cover a considerable part of the contact peak surface, reducing battery power at high currents. Although the contact spike is sharpened, pushing it through these layers requires considerable force. Therefore, before the final permeation, the soft jelly-like zinc mass beneath these layers gives up. A pit is formed in it, and the zinc paste protrudes radially outward from the penetration point. The shell foil insulation material of the cell bends accordingly, and at the time of penetration outside the cell, radial grooved recesses are formed around the contact peak. Once the cells are finally compressed, these grooves remain as air ducts outward from the contact spike, and such a duct may even extend to the outside air if the sealant layer is uneven or if the compression of the cells does not take place completely perpendicularly. The result may be a detectable leakage of electrolyte from the cell after some time, when the electrolyte has first been able to penetrate the above-mentioned air ducts along the contact, e.g. In the finished battery, the cells are subjected to a compressive pressure, which can gradually cause the alkaline electrolyte of the surfactant to find its way along said grooves between the lid foil of the adjacent cell and the sealant layer out of the battery. Such a phenomenon has been found to occur within a few hours at the temperature of + 71 ° C required by international quality tests.
Alussa mainittujen kolmen U.S. patentin kohdalla edellä kuvattu elektrolyytti vuotoja aiheuttava ilmiö on erityisen hankala, koska niiden mukaan kohtaktipi ikki joutuu tunkeutumaan kahden erillisen muovifolion läpi ennenkuin se pääsee kosketukseen sinkki-massan kanssa.The three U.S. in the case of the patent, the electrolyte leakage phenomenon described above is particularly troublesome because it states that the spot contact must penetrate through two separate plastic foils before it comes into contact with the zinc mass.
Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa edellä mainittujen aikalisien levykeparistojen rakennetta siten, että elektrolyytin vuotoa kennoista ei kuvatulla tavalla pääse tapahtumaan. Keksinnön avulla saadaan myös paristojen teollinen valmistusprosessi helpommaksi. Samalla paristojen laatu paranee myös siksi, että kennot saadaan keskenään tasalaatuisiksi, johtuen sinkkimassa-kerrosten tasaisesta paksuudesta ja siitä, että sinkkimassaan tunkeutuvat kontaktipiikit ovat pinnaltaan puhtaat ja vapaat eristävistä kerroksista.The object of the present invention is to improve the structure of the above-mentioned time-lapse disk batteries so that electrolyte leakage from the cells cannot occur as described. The invention also facilitates the industrial manufacturing process of batteries. At the same time, the quality of the batteries is also improved because the cells are made homogeneous with each other, due to the uniform thickness of the zinc mass layers and the fact that the contact spikes penetrating the zinc mass have a clean surface and are free of insulating layers.
Keksinnölle on tunnusomaista patenttivaatimuksen määrittelemä kennorakenne. Sen edullinen sove11utusmuoto, jonka avulla saavutetaan edellä mainitut edut, sekä eräät muut rakenteelliset parannukset käyvät selviksi seuraavista piirustuksista ja niihin liittyvistä selostuksista.The invention is characterized by a cell structure as defined in the claim. A preferred embodiment thereof which achieves the above-mentioned advantages, as well as some other structural improvements, will become apparent from the following drawings and related descriptions.
Kuva 1 esittää keksinnön mukaisella jäykistys 1 evy11ä varustettua 1evykeparis ton kennoa sivu1 eikkauskuvantona.Figure 1 shows a side view of a cell battery cell provided with a stiffening 1 according to the invention.
Kuva 2 esittää keksinnön mukaista jäykis te I evyä päältä katsottuna, ja tämän levyn päälle levitettyä tiivistysaineke r ros ta .Figure 2 shows a top view of a rigid sheet according to the invention and a sealant applied to this sheet.
Kuva 3 esittää sivu1 eikkauskuvantona keksinnön toisen suoritusmuodon, missä jäykistyslevy on sijoitettu kennon kuorenaFigure 3 shows a side view of a second embodiment of the invention, in which the stiffening plate is arranged as a cell shell
IIII
3 81462 toimivan muovifo 1iokupin sisäpuolelle.3,81462 inside a working plastic foil cup.
Kuva k esittää keksinnön mukaisen 6 voltin pariston, vastaten paristotyyppiä 4 L R 2 5 .Figure k shows a 6 volt battery according to the invention, corresponding to battery type 4 L R 2 5.
Kuvassa 1 positiivinen elektrodi käsittää kovaksi puristetun massatabletin 1, jonka koostumus on sama kuin edellä mainituissa tunnetuissa aikaii-ruunikiviparistoissa, elektrolyyttiä hylkivän, sähköä johtavan hii1imassakerroksen 2, rautalevyn 3 sekä siihen puskuhitsatun teräspiikin ^ . Virrankokoojana toimivan rautalevyn 3 ja kennon kansikuorena toimivan muovi folion 5 välissä on ohut ti ivis tetahnakerros 6, joka on esim. tarttuvaa 1 ateksibitumia ja estää elektrolyytin pääsyn kontaktipiikin k ja kennon kuorifolion 5 läpäisykohtaan.In Fig. 1, the positive electrode comprises a hard-pressed pulp tablet 1 having the same composition as in the above-mentioned known early-runon stone batteries, an electrolyte-repellent, electrically conductive carbon mass layer 2, an iron plate 3 and a steel spike welded thereto. Between the iron plate 3 acting as a current collector and the plastic foil 5 acting as a cell cover, there is a thin tight paste layer 6, which is e.g. adhesive 1 atibibitum and prevents the electrolyte from entering the contact peak k and the cell shell foil 5.
Negatiivinen elektrodi on tunnetulla tavalla valmistettua hyyte-lömäistä amalgamoitua sinkkijauhetta , KOH-liuosta ja tätä elektrolyyttiä sitovaa geellainetta, kuten CMC, sisältävää tahnaa 7. joka on suljettu litteäksi tasapaksuksi paketiksi samalla tavoin ja samanlaiseen kuumasaumautuvaan kuitukankaaseen kuin U.S. patentissa N:o A,^87,021 kuvassa 6 on esitetty. Tämän e 1ektrodipaketin kummallakin puolella on kuppimainen kerros 8 runsaasti elektrolyyttiä imevää huopaa, esim. rayonia, jota on vahvistettu polypropeenikuiduilla. Tämän elektrolyyttiä varaavan huopamateriaa 1 in tulee olla painoltaan n. 200 g/m^, koska on todettu, että kuitukankaisiin imeytettyä vapaata elektrolyyttiä tulee olla runsaasti sinkkimassan kummallakin puolella tehokkaan diffuusion aikaansaamiseksi, jolloin sinkin käytön hyötysuhde saadaan 85 - 95 % : k s i .The negative electrode is a paste 7 containing gelled amalgamated zinc powder, KOH solution and this electrolyte-binding gel, such as CMC, prepared in a known manner and sealed in a flat, uniformly thick package in the same manner and in a heat-sealable nonwoven fabric similar to U.S. Pat. in Patent No. A, ^ 87,021 is shown in Figure 6. On each side of this electrode package there is a cup-like layer 8 of electrolyte-absorbing felt, e.g. rayon, reinforced with polypropylene fibers. This electrolyte-charging felt material 1 in should weigh about 200 g / m 2, as it has been found that the free electrolyte absorbed into the nonwovens must be abundant on both sides of the zinc mass to achieve efficient diffusion, resulting in a zinc utilization efficiency of 85-95%.
Osat 1, 7* 8 on ladottu kennon kuorena toimivaan muovifoliokup-piin 9· Alempaan elektrolyyttihuopaan 8 on keskelle meistetty pyöreä reikä 10 kontaktipiikin läpäisyn helpottamiseksi. Kun kennon kokoonpanon viimeisenä vaiheena kansifolio 5 kuumasauma-taan tyhjössä pitkin kupin 9 reunoja, syntyy ilmatiivis kenno, ja ulkoilman paine muovaa sinkkitahnapussia 7 siten, että reiän 10 kohdalle muodostuu linssimäinen paksunnos kohtaan, johon paristoa koottaessa negatiivisena kohtiona toimiva kontaktipiikki työnnetään sinkkimassaan.The parts 1, 7 * 8 are stacked in a plastic foil cup 9 acting as a cell shell. · The lower electrolyte felt 8 has a round hole 10 stamped in the middle to facilitate the passage of the contact spike. When, as the last step of the cell assembly, the lid foil 5 is heat-sealed in a vacuum along the edges of the cup 9, an airtight cell is formed, and the outside air forms the zinc paste bag 7 so that a lens-like thickening forms at the hole 10 at the contact point.
*· 81462* · 81462
Kuvassa 1 on kennon ulkopuolelle, sen alapinnan keskelle kiinnitetty esim. hotme1t-1 i ima 11 a jäykistys 1 evy 11 joko ennen kennon kokoamista tai sen jälkeen. Kuvassa 2 tämä levy, joka on jäykkää, mutta terävällä me ta 11ipi iki1 1ä helposti läpäistävää muovia, esim. 4R25 tyyppisessä paristossa 0,25 mm - 0,4 mm PVC:a, iskunkestävää po1ystyreeniä, HD polyeteeniä tai polypropeenia. Kullekin paristotyypi 1 1 e on sen koosta ja laadusta riippuen kokeilemalla optimoitava sopiva jäykistys 1 evyn materiaali ja sen mitat. Tämä jäykistyslevy voi olla muodoltaan esim. pyöreä tai nelikulmainen, ja on eduksi, jos se on keskeltä hieman kupera ulospäin, jotta kontaktipiikin tunkeutuessa sen läpi levy ei lommahtaisi sisäänpäin. Näin vältetään elektrolyyttivuotoa aiheuttavan ilmakuplan muodostuminen kontaktipiikin juureen.In Figure 1, a stiffening 1 evy 11, e.g. In Figure 2, this plate, which is a rigid but sharp metal, is readily permeable to plastic, e.g. in a 4R25 type battery 0.25 mm to 0.4 mm PVC, impact resistant polystyrene, HD polyethylene or polypropylene. For each battery type 1 1 e, depending on its size and quality, the appropriate stiffening 1 plate material and its dimensions can be optimized by experimenting. This stiffening plate can be, for example, round or rectangular in shape, and it is advantageous if it is slightly convex outwards in the middle, so that when the contact peak penetrates through it, the plate does not buckle inwards. This avoids the formation of an air bubble causing electrolyte leakage at the root of the contact peak.
Kuvassa 2 nähdään jäykistyslevy 11 ylhäältäpäin, päällystettynä hotme1t-I i ima kerrok s e 1 1 a 12. Mitoiltaan tämä levy voi olla suunnilleen puolet kennon leveydestä ja pituudesta. Riittää, että hotmelt- tai muu ti ivistetahnakerros 12 peittää vain pienen esim. läpimitaltaan 2 cm ympyrämäisen alan jäykistelevyn keskellä, ja tehdasmaisessa paristotuota n no s s a tällainen kerros on jäykistelevyn kummallakin puolella. Kun tällainen levy on painettu kennon pohjaa vasten, seuraava kenno puristetaan välittömästi tämän kanssa s arja kytke ntään, ja elektrolyytti ti ivis kontakti jälkimmäisen kennon positiivisesta konta ktipi ikistä edellisen kennon sinkkielektrodiin on syntynyt. Verrattuna tunnettuihin rakenteisiin ja menetelmiin saavutetaan laadullisesti varmempi tuote yllättävän yksinkertaisella tavalla.Figure 2 shows the stiffening plate 11 from above, coated with hotme1t-I i ima layers 1 1 a 12. In dimensions, this plate can be approximately half the width and length of the cell. It is sufficient that the layer of hotmelt or other sealing paste 12 covers only a small area, e.g. 2 cm in diameter, in the middle of the stiffening plate, and in the factory battery product such a layer is on both sides of the stiffening plate. When such a plate is pressed against the bottom of the cell, the next cell is immediately pressed with this s Arja connection, and the electrolyte tight contact from the positive contact of the latter cell to the zinc electrode of the previous cell is formed. Compared to known structures and methods, a qualitatively more reliable product is achieved in a surprisingly simple manner.
Keksinnön mukainen periaate, jonka oleellinen osa on kennon negatiivisen puolen kuorikalvoon lisätty jäykiste, voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Kuvassa 3 tällainen jäykistelevy on sijoitettu kennokupin sisäpuolelle. Tämä levy 13 on kiinnitetty hotmelt-liimalla, kuuma- tai ultraäänisulattamalla joko muovi-1 aminaa11ifo 1 ioon ennen kupin kuumamuovausta tai sen jälkeen. Tämän rakenteen etu on se, että jäykistelevy tehokkaasti puhdistaa konLaktipiikin ti ivistystahnas ta ennenkuin se tunkeutuu sinkkima s saan. Epäkohta on se, että paristoa koottaessa tarvitaan lisätyövaihe tiivis te 1 iis terikerroksen 14 levittämiseksiThe principle of the invention, which essential part is placed on the negative side of the cell kuorikalvoon reinforcement that can be implemented in many different ways. In Figure 3, such a stiffening plate is placed inside the cell cup. This plate 13 is attached by hotmelt gluing, hot or ultrasonic melting to either the plastic-1 amino acid before or after the hot molding of the cup. The advantage of this structure is that the stiffening plate effectively cleans the sealing paste of the contact peak before it penetrates the zinc coating. The disadvantage is that when assembling the battery, an additional step is required to apply the sealing layer 14.
IIII
5 81462 kennon negatiivisen kuoripinnan ulkopinnalle vuotovarman läpiviennin aikaansaamiseksi. Kuuma- tai u1traäänisu 1atusta voidaan tietenkin käyttää myös kuvan 1 mukaisessa rakenteessa liimauksen asemasta, etenkin jos kennon kuor ia i neena käytetään monikerros-1 aminaa11i ia , ulkokerroksen ollessa jäykis te I evyn kanssa saumau-tuvaa. Tietenkin voidaan myös hitsata ohuempi jäykistyslevy kupin kummallekin puolelle joko ennen tai jälkeen sen muovaamista syvävetokoneessa . Levyn 11 jäykkyyttä voidaan myös lisätä muovaamalla siihen tunnetulla tavalla tähän tarkoitukseen käytettäviä harjanteita ja uria.5,81462 to the outer surface of the negative shell surface of the cell to provide a leak-proof penetration. Of course, heat or ultrasonic coating can also be used in the structure according to Fig. 1 instead of gluing, especially if multilayer-1 amine is used as the cell shell, the outer layer being sealable with the stiffening plate. Of course, a thinner stiffening plate can also be welded to each side of the cup either before or after it is formed in a deep drawing machine. The stiffness of the plate 11 can also be increased by shaping the ridges and grooves used for this purpose in a known manner.
Kuva h esittää keksinnön mukaista paristoa. Negatiivisena päätylevynä 15 on rautalevy, johon on hitsattu kontaktipi ikki . Tähän levyyn on kiinnitetty katkoviivalla esitetty johdin 16 kosketinjouseen 17. Positiivisessa päädyssä kontaktipiikki on osittain katkaistu, ja siihen hitsattu johdin 18 on toisesta päästään kiinnitetty toiseen kosketinjouseen 15. Kennopinkka on teipillä 2 C puristettu kahden kovalevyn 21, 22 väliin. Käytäntö on osoittanut, että kennoja ei tule puristaa yhteen kovalla voimalla, koska silloin kuppiin 8 imeytetty elektrolyytti puristuu pois kenno-osien välistä, missä sitä pariston toimiessa tarvitaan. 0-rengas 23 positiivisen kontaktip?ikin ympärillä varmistaa sen, että elektrolyyttiä ei missään olosuhteissa pääse vuotamaan pois paristosta.Figure h shows a battery according to the invention. The negative end plate 15 is an iron plate to which a contact yoke is welded. Attached to this plate is a dashed wire 16 to the contact spring 17. At the positive end, the contact spike is partially cut off, and the wire 18 welded to it is attached to the second contact spring 15 at one end. Practice has shown that the cells should not be compressed with great force, because then the electrolyte absorbed into the cup 8 is squeezed out between the cell parts, where it is needed when the battery is operating. A 0-ring around the 23 positive contact points ensures that the electrolyte cannot leak out of the battery under any circumstances.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI874496A FI81462C (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Improved alkaline plate battery design |
PCT/FI1988/000166 WO1989003596A1 (en) | 1987-10-13 | 1988-10-13 | Alkaline cell battery and method for manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI874496 | 1987-10-13 | ||
FI874496A FI81462C (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Improved alkaline plate battery design |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI874496A0 FI874496A0 (en) | 1987-10-13 |
FI874496A FI874496A (en) | 1989-04-14 |
FI81462B FI81462B (en) | 1990-06-29 |
FI81462C true FI81462C (en) | 1990-10-10 |
Family
ID=8525221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI874496A FI81462C (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Improved alkaline plate battery design |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI81462C (en) |
-
1987
- 1987-10-13 FI FI874496A patent/FI81462C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI874496A (en) | 1989-04-14 |
FI874496A0 (en) | 1987-10-13 |
FI81462B (en) | 1990-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5326656A (en) | Bipolar battery electrode | |
CA2118866A1 (en) | Bipolar battery housing and method | |
US3871921A (en) | Flat alkaline cell construction and method for assembling the same | |
JPS59194361A (en) | Air cell | |
FI81462C (en) | Improved alkaline plate battery design | |
CN113013527A (en) | Novel button battery and manufacturing and mounting method of shell sealing element structure | |
US3694267A (en) | Leakproof closure seal for battery | |
JPS5516352A (en) | Manufacture of non-aqueous electrolyte cell | |
CN111900452B (en) | Vertical sealed cylindrical battery and preparation method thereof | |
JPS6321101Y2 (en) | ||
JPS6345737Y2 (en) | ||
JPH0334256A (en) | Cylindrical hermetic type alkaline storage battery | |
CN216413157U (en) | Button cell with shell sealing element and strong air leakage and liquid leakage preventing performance | |
JPS5831321Y2 (en) | flat battery | |
CN212783554U (en) | Button cell | |
CN212907872U (en) | Soft package button cell | |
JPS594447Y2 (en) | flat battery | |
JPS6033570Y2 (en) | flat battery | |
JPS5983340A (en) | Flat battery | |
CN2410744Y (en) | Positive pole of cylinder zinc-air battery | |
JPS5821073Y2 (en) | organic electrolyte battery | |
JPS5844544Y2 (en) | flat battery | |
JPS5848772Y2 (en) | flat alkaline battery | |
JPS5831332Y2 (en) | alkaline battery | |
KR800002135Y1 (en) | Alkaline gell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: TAMMINEN, PENTTI JUUSE |