FI82567C - Ackumulator. - Google Patents

Description

5 82567

Akku

Ackumulator

Keksinnön kohteena on akku, joka käsittää useamman koteloon suljetun kennon kunkin kennon sisältäessä elektrolyyttiä ja erotinlevyillä toisistaan erotettuja positiivisella tai negatiivisella aktiivimassalla 10 päällystettyjä levyjä, sekä tarvittavat levyjä ja/tai kennoja yhdistävät sähköäjohtavat liittimet.

Perinteiset lyijyakut koostuvat yleensä kennoon suljetuista ja elektrolyyttiin upotetuista levyistä, joissa on virtaa kuljettava johdinosa, 15 lyijystä tai lyijylejeeringistä valmistettu levyrunko ja aktiivimassa, joka on yleensä pasteerattu levyrunkoihin. Levyrunkojen reunoissa on korvakkeet, joista ne juotetaan kiinni lyijyisiin virtakiskoihin, jotka puolestaan hitsataan kiinni toisiinsa kennojen väliseinien läpi. Suurilla virroilla akkua purettaessa levyrunkojen vastus rajoittaa akun 20 toimintaa siten, että ainoastaan levykorvakkeiden läheisyydessä oleva aktiivimassa tulee tehokkaasti käytetyksi. Riittävän virrankulun varmistamiseksi levyrunkoihin on sijoitettava tarpeettoman paljon lyijyä, mikä nostaa akun painoa. Lisäksi tavanomaisissa akuissa käytetään akku-koteloja, joissa on kennojen väliset väliseinät valmiina. Väliseinien 25 läpi ei käytännössä voida johtaa kovin monia virtajohtimia johtamaan virtaa kennosta toiseen. Syvä akkukotelo väliseinineen on sinänsä kallis ja vaikeasti valmistettava muoviosa.

Tunnetaan myös tavanomaisesta poikkeavia akkurakenteita, joissa osa 30 elektrodeista on tehty bipolaarisiksi. Vierekkäisten kennojen positiiviset ja negatiiviset aktiivimassat on pasteerattu samalle levyrungol-le, joka on keskikohdastaan ruiskupuristuksen yhteydessä kiinnitetty muovikehikkoon. Muovikehikot on ultraäänellä hitsattu kiinni toisiinsa niin, että kennojen väliseinät ja samalla koko akku tulevat tiiviiksi. 35 Tällaisen akun etuna on pieni sisäinen vastus ja aktiivimateriaalin tasainen käyttö, mikä on seurausta tasaisesti kennon koko väliseinämän alueelle jakautuneesta kontaktista kennosta toiseen. Haittana on erit- 2 82567 täin suuri hitsaamalla tehtävien saumojen määrä, mikä nostaa akun valmistuskustannuksia .

Tunnetaan myös ns. rekombinaatioakkuja (kts. esim. EP 01 07 976), jois-5 sa vierekkäisten kennojen positiivista ja negatiivista aktiivimassaa sisältävät levyt on yhdistetty toisiinsa silloituskappaleilla. Mainitut silloituskappaleet voivat itse asiassa muodostua vierekkäisiin kennoihin kuuluvia levyosia yhdistävistä kannaksista. Tässä akkutyypissä vierekkäiset kennot muodostavien levypinojen välissä ei ole lainkaan 10 tiiviitä väliseiniä, vaan ainoastaan ilmarako. Rakenne on mahdollinen ainoastaan siinä tapauksessa, että elektrolyytti on imeytettynä erotin-levyihin ja aktiivimassoihin. Haittana on muun muassa vuotovirrat joh-dinten pinnassa elektrolyyttikalvoa pitkin, mikä haitta on sitä suurempi, mitä leveämpiä ovat liitoskappaleet levyjen välissä. Myös virtaja-15 kautuma on vielä osittain epätasainen, koska kaiken virran on kuljettava em. kannasten kautta.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada akku, joka mahdollistaa akun ken-noston valmistamisen yksinkertaisimmalle tavalla. Keksinnön yksityis-20 kohtaisena päämääränä on aikaansaada akku, jossa levyjen massaus aktii-vimassalla on yksinkertaisempaa. Vielä eräänä päämääränä on aikaansaada akku, joka mahdollistaa levyjen ladonnan yksinkertaistumisen.

Keksinnön päämäärät saavutetaan akulla, jolle on pääasiallisesti tun-25 nusomaista se, että kukin kenno sisältää positiivisia ja negatiivisia levyjä, että kukin kenno on pakattu omaan sähköäeristävään kuoreensa siten, että ainoastaan toisiinsa sähköisesti kytkettävät levyjen päät ja vastaavasti napoihin kytkettävät levyjen päät tulevat kuoresta esille sähköisesti kytkettäviksi, ja että sähkönjohtavuuden aikaansaamisek-30 si kennojen väliset tilat ja laitimmaisten kennojen päätyseinät on muodostettu sähköäjohtaviksi sähköäjohtavalla liitoksella.

Keksinnön mukaisella akulla saavutetaan lukuisia merkittäviä etuja. Keksinnön mukaisessa akussa jokainen jänniteporras on oivallettu pakata 35 omaan sähköäeristävään kuoreensa, jolloin vain johteet tulevat kuoren seinämistä läpi. Sähkönjohtavuus kuten myös napojen välinen jännite li 3 82567 saadaan aikaan siten, että kuorien välinen tila täytetään sähköäjohta-valla massalla kuten esim. liuoksella tai metallilla tai muulla vastaavalla tavalla. Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa akun kennosto-jen valmistussarjojen oleellisen pitenemisen ja yksinkertaisemman la-5 donnan.

Lisäksi keksinnön mukaisessa ratkaisussa levyjen massaus aktiivimas-salla on huomattavasti yksinkertaisempaa. Koska keksinnön mukaisessa akussa samassa kennossa olevat samanmerkkiset levyt on kytketty toi-10 siinsa, keksinnön mukaisessa ratkaisussa myös samanmerkkisten levyjen väliset jännite-erot tasaantuvat poiketen perinteisestä bipolaariakus-ta, joka on esitetty esim. FI-hakemuksessa nro 855096.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirus-15 tuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisia kennoja omaan kuoreensa pakattuina 20 päältäpäin nähtynä kaaviokuvana.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisista kennoista muodostettua valmista akkua päältäpäin nähtynä kaaviokuvana.

25 Kuvioiden 1 ja2 mukaisessa suoritusmuodossa keksinnön mukaista akkua on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Kuviossa 1 ja 2 on esitetty 12 V:n akku, joka muodostuu kuudesta kennosta 11. Keksinnön perusoivalluksen mukaisesti kukin kenno 11 on pakattu omaan sähköäeristävään kuoreensa ja 16 siten, että kukin kenno 11 sisältää positiivisella aktii-30 vimassalla päällystettyjä levyjä 12 ja negatiivisella aktiivimassalla päällystettyjä levyjä 13. Ainoastaan levyjen 12 ja 13 toisiinsa sähköisesti kytkettävät päät 12a ja 13a ja vastaavasti levyjen 12 ja 13 napoihin 17 ja 18 kytkettävät päät 12b ja 13b tulevat kuoren 16 seinämän läpi.

35 4 82567

Kennojen 11 väliset tilat 20 täytetään edullisesti sähköäjohtavalla massalla, kuten esim. liuoksella tai metallilla tai muulla sähköäjohtavalla materiaalilla. Tällöin levyjen 12 ja 13 päät 12a ja 13a tulevat kytketyiksi toisiinsa sähköisesti, jolloin muodostuu tavanomaisia bipo-5 laarisia levyjä vastaavat levyt 15. Vastaavasti levyjen 12 päät 12b tulevat kytketyiksi sähköisesti positiiviseen napaan 17 ja levyjen 13 päät 13b negatiiviseen napaan 18. Kuten kuviosta 2 parhaiten havaitaan myös laitimmaisten kennojen 11 päätyseinät on muodostettu sähköäjohta-viksi. Kuviossa 2 sähköäjohtavaa liitosta on merkitty viitenumerolla 10 19. On selvää, että keksintö ei ole mitenkään kriittinen sähköäjohtavan liitoksen 19 muodostamistavan suhteen.

Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön periaateratkaisu ja alan ammattimiehelle on selvää, että siihen voidaan tehdä lukuisia modifikaa-15 tioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Il

Claims (3)

5 82567

1. Akku (10), joka käsittää useamman koteloon suljetun kennon (11) kunkin kennon (11) sisältäessä elektrolyyttiä ja erotinlevyillä (14) toi- 5 sistaan erotettuja positiivisella tai negatiivisella aktiivimassalla päällystettyjä levyjä (12,13,15), sekä tarvittavat levyjä ja/tai kennoja yhdistävät sähköäjohtavat liittimet, tunnettu siitä, että kukin kenno (11) sisältää positiivisia ja negatiivisia levyjä (12,13,15), että kukin kenno (11) on pakattu omaan sähköäeristävään 10 kuoreensa (16) siten, että ainoastaan toisiinsa sähköisesti kytkettävät levyjen (12,13) päät (12a,13a) ja vastaavasti levyjen (12,13) napoihin (17,18) kytkettävät päät (12b,13b) tulevat kuoresta (16) esille sähköisesti kytkettäviksi, ja että sähkönjohtavuuden aikaansaamiseksi kennojen (11) väliset tilat (20) ja laitimmaisten kennojen (11) päätyseinät 15 on muodostettu sähköäjohtaviksi sähköäjohtavalla liitoksella (19).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen akku, tunnettu siitä, että sähköäjohtava liitos (19) on aikaansaatu sähköäjohtavalla massalla kuten esim. liuoksella. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen akku, tunnettu siitä, että sähköäjohtava liitos (19) on aikaansaatu metallilla. 6 82567