NO117069B

NO117069B -

Info

Publication number: NO117069B
Application number: NO155136A
Authority: NO
Inventors: P Crocella; O Pasquarelli
Original assignee: Montedison Spa
Priority date: 1963-10-21
Filing date: 1964-10-14
Publication date: 1969-06-23
Also published as: ES108801Y; US3366273A; BE654586A; NL6411774A; DE1906463U; ES108801U; GB1063347A

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av galvaniske stabelbatterier.

Foreliggende oppfinnelse vedrører galvaniske stabelbatterier som består av av-vekslende på hverandre stablede flate de-polarisatortabletter, elektrolyttpapir og elektrodeplater, hvilke samtlige elementer presses med sine plane flater mot hverandre slik at de danner en stabel, i hvilken de forskjellige elementer står i slik kontakt med hverandre at en god gjennom-gang av den elektriske strøm muliggjøres. Med celle forståes her en av elektrodeplater, depolarisatortablett og elektrolyttpapir sammensatt enhet. I det følgende er en celle som inneholder elektrolyttvæske kalt våt celle, mens en celle som ennå ikke er fylt med væske kalles tørr celle.

Hovedvanskeligheten ved fremstilling

av stabelbatterier har tidligere bestått i at man ikke med full sikkerhet har kunnet hindre elektrolytten i å trenge forbi elektrodeplatenes kanter til den nærliggende celle, og på denne måte ødelegge et for-øvrig ennå anvendelig batteri.

For å eliminere denne ulempe er det

blant annet foreslått å tette alle våte celler langs deres kanter med et kautsjukak-tig elastisk isolasjonsmateriale, som brettes noe innover om elementenes kanter, idet der mellom det elastiske isolasjonsmateriale og cellens kanter oppstår et ekspansjonsrom for elektrolytten, hvoretter det ønskede antall isolerte celler sammensettes til en stabel, trykkes mot hverandre ved sammenbinding og forsynes enten ved neddypping eller besprøytning med et isolerende hylster. Denne fremgangsmåte har den mangel at tetningen istandbringes hovedsakelig under utnyttelse av det elastis-

ke isolasjonsmateriales trykk mot elektro-trode- og celleelementenes kanter, når materialet ikke i egentlig forstand fester seg til disse. Hvis elementene er rektangu-lære blir trykket særlig på midten av lang-sidene meget lite, hvorved elektrolytten på disse steder lett kan trenge forbi elektrodeplatenes kanter og forårsake lokale reak-sjoner som ødelegger batteriet.

En annen ulempe ved denne konstruksjon er den forholdsvis store indre mot-stand som beror på at tverrsnittet av den del av depolarisatortabletten som danner kontakt med elektrodeplaten, bare utgjør en brøkdel av depolarisatortablettens tverrsnitt. Isolasjonsmaterialet opptar også en temmelig stor plass ved denne konstruksjon.

Tidligere kjennes en fremgangsmåte ved hvilken våte celler sammensettes til en stabel og sammenbindes, hvoretter batteriet forsynes med et isolasjonssjikt ved neddypping i smeltet isolasjonsmaterial og anbringes i en beholder som deretter støpes full med isolasjonsmasse. Ved denne konstruksjon har imidlertid elektrodeplatene større tverrsnitt enn depolarisatorplatene, for at isolasjonsmaterialet skal hefte til elektrodeplatenes utstående kanter, og således tilveiebringe tilstrekkelig god tetning. Imidlertid er kapasiteten av denne batteri-type i forhold til volum- og vektenheten ennå mindre enn ved den tidligere nevnte konstruksj on.

Blant de kjente stabelbatterikonstruk-sjoner finnes også en konstruksjon hvor elektrodeplatenes utstående kanter før sammensetningen av batteriet er bøyet langs batteriets sider til en skålformig elektrodeplate. Herved har man kunnet øke batteriets kapasitet i forhold til dets volum til å motsvare den førstnevnte konstruksjon, men dets kapasitet i forhold til batteriets vekt er mindre, idet bare ca. 50 pst. av den nødvendige metallmengde aktivt deltar i reaksjonen. Fremstillingen er der-for endog dyrere enn ved den førstnevnte konstruksjon.

Ved de ovennevnte konstruksjoner er isolasjonsmaterialet tett, slik at der under visse utladningsforhold oppstår gasstrykk.

For å unngå vannstoffgasstrykket ved batterier har det vært foreslått å forsyne batteriet med en luftekanal som inneholder filtermateriale som er fremstilt av en tett plasttrådnetting, gjennom hvilken vann-stoffgassen lett kan passere, mens oppstå-ende vanndamp bare med vanskelighet kan trenge gjennom filtermaterialet. I samme øyemed er det foreslått å lage batteriets hylster av tett plasttrådnetting av ovennevnte art, hvorved plassen for luftekana-len kan innspares.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en så effektiv isolering av de enkelte celler at elektrolyttlekasjen fra en celle til en annen med sikkerhet hindres, samtidig som batteriets kapasitet i forhold til vekten og volumet blir stor. Hensikten er også å muliggjøre isolering av hele batteriet på én gang for å redusere fremstillingsomkostningene. I henhold til oppfinnelsen kan batteriet også isoleres i tørr tilstand, hvorved lagringsevnen for-bedres betydelig, idet batteriene i tørr tilstand kan lagres nesten ubegrenset lenge og fylles med væske først når de tas i bruk.

Oppfinnelsen vedrører således en fremgangsmåte ved fremstilling av galvaniske stabelbatterier bestående av celler av flate elektrode- og celleelementer, hvor hele stabelbatteriet isoleres ved neddypping i eller påsprøyting av et isolasjonsmaterial som slipper vannstoffgass igjennom, men holder vanndamp tilbake. Oppfinnelsen er hovedsakelig karakterisert ved at ved sam-mensetting av batteriet, en tetningsskive av porøst materiale anordnes på den ene eller begge sider av hver elektrodeplate mellom denne og det nærmest inntil liggende celleement på en slik måte at tetningsskivene i sine kantpartier oppsuger isolasjonsmateriale idet hele batteriet isoleres på en gang, fortrinsvis ved neddypping i smeltef ly tende isolasjonsmaterial.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det følgende under henvisning til tegnin-

gen, som anskueliggjør et utførelses-eksempel. Fig. 1 viser i snitt en del av et sammensatt uisolert stabelbatteri. Fig. 2 viser et delsnitt etter linje II—

II i fig. 1.

Fig. 3 viser et batteri i henhold til fig.

1 med isolasjon.

Fig. 4 viser en del av snittet IV—IV

i fig. 3.

Fig. 5 er et perspektivriss av en utfø-relsesform for tetningsskiven.

På tegningen betegner C en kullelek-trode, Z en sinkelektrode, M en depolarisatortablett, S en elektrolyttplate og V en tetningsskive.

Den mellom den negative elektrodeplate Z og elektrolyttplaten S liggende tetningsskive V består i henhold til oppfinnelsen fortrinnsvis av tynt, porøst materiale, f. eks. papir. Denne tetningsskive kan

være slik dimensjonert at den på alle sider strekker seg utenfor elektrodeplatens

kanter, som vist på tegningen, eller også er like stor som eller mindre enn elektrodeplaten. Den del av tetningsskiven som faller innenfor batteriet, kan enten være mas-siv eller forsynt med en eller flere åpninger

for at elektrolytten lettere skal kunne trenge frem til den negative elektrodeplate (se fig. 5). Når batteriet nddyppes i smeltet isolasjonsmaterial impregnerer dette tetningsskivens kanter og trenger langs skiven et stykke inn i batteriet, så at den negative elektrodeplates overflate blir effektivt omgitt av en kant av isolasjonsmateriale. Dette fremgår av fig. 3 og 4, i hvilke den stiplede del E betegner iso-lasjonssjiktet. Av figurene fremgår det at isolasjonsmaterialet trenger inn i batteriet langs den porøse tetningsskive V. I den med salter m.m. for elektrolytten nødvendige stoffer impregnerte elektrolyttplate S trenger isolasjonsmaterialet ikke i nevne-verdig grad inn, og heller ikke i depolarisatortabletten M. Til elektrodeplaten Z—C hefter isolasjonsmaterialet særlig godt på grunn av tetningsskivens kapillarvirkning. Herved hindres elektrolyttkolloidene i å trenge frem til Zn-platens kanter, hvilket i høy grad forminsker faren for kortslut-ning og forbedrer lagringsevnen.

Ved anvendelse av tetningsskiver som er større enn elektrodeplatene, brettes kantene fortrinnsvis på forhånd, som vist i fig. 5, hvilket letter sammensetningen av batteriet.

Batteriet kan i henhold til oppfinnelsen sammensettes og isoleres i helt tørr tilstand, hvoretter det ønskede innhold av fuktighet i batteriet tilveiebringes etter isoleringen, idet der gjennom det isolerende hylster stikkes ett eller flere små hull i hver depolarisatortablett, gjennom hvilke vann innsuges i tablettene. Deretter kan hullene lukkes ved at batteriet påny hurtig neddyppes i en smelte av isolasjonsmaterial.

Batteriet kan naturligvis også isoleres i ferdig fuktet tilstand, idet da den nød-vendige væskemengde innesluttes i depo-larisatortablettene og isoleringen av batteriet utføres umiddelbart etter sammensetningen. Væsken kommer da til å diffun-dere helt gjennom cellene først litt etter litt etter at isolasjonsmaterialet allerede er blitt påført. Elektrolyttplatene er således tørre ved isoleringen, så at den tilstrebede intime forbindelse mellom elektrodeplatene og tetningsskivene oppnås.

Som allerede nevnt bør isolasjonsmaterialet være gjennomtrengelig for vannstoffgass, men holde vanndamp tilbake. Et godt isolasjonsmateriale bør dessuten være vannavvisende og til en viss grad elastisk, så at det ikke brister når batteriets volum øker ved utladning, og videre bør det kunne oppsuges effektivt av tetningsskivene. Et for oppfinnelsens øyemed særlig egnet isolasjonsmaterial fåes ved å innblande ca. 10 pst. polyetylen i parafin. Naturligvis kan man også anvende andre isolasjons-materialer eller blandinger av sådanne, som oppfyller de oppstilte krav.

For ytterligere å forbedre isolasjonen og også batteriets mekaniske holdfasthet, kan batteriet etter påføring av isolasjons-sjiktet emballeres i tynn plastfolie og bånd, hvoretter det påny neddyppes i isolasjonsmaterialet.

Claims

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av galvaniske stabelbatterier bestående av celler av flate elektrodeplater og flate celleelementer, hvor hele stabelbatteriet isoleres ved neddypping i eller påsprøyting av et isolasjonsmaterial som slipper vannstoffgass igjennom, men holder vanndamp tilbake, karakterisert ved at ved sammen-setning av batteriet, en tetningsskive av porøst materiale anordnes på den ene eller begge sider av hver elektrodeplate mellom denne og det nærmest inntil liggende cel-leelement på en slik måte at tetningsskivene i sine kantpartier oppsuger isolasjonsmateriale idet hele batteriet isoleres på én gang, fortrinsvis ved neddypping i smelteflytende isolasjonsmaterial.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at den del av tetningsskiven som faller innenfor batteriet forsynes med en eller flere åpninger.

3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1 eller 2 hvor batteriet sammensettes og isoleres med anvendelse av helt tørre celler og den nødvendige væskemengde innsuges i cellene gjennom i isolasjonshyIste-ret opptatte hull, karakterisert ved at batteriet isoleres påny etter innsugingen av væske.

4. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, 2 eller 3, karakterisert ved at isolasjonsmaterialet inneholder ca. 10 pst. polyetylen og ca. 90 pst. parafin.