NO123788B

NO123788B -

Info

Publication number: NO123788B
Application number: NO400068A
Authority: NO
Inventors: R Heller
Original assignee: Knorr Bremse Gmbh
Priority date: 1967-10-20
Filing date: 1968-10-09
Publication date: 1972-01-17
Also published as: DE1531752A1; SE349274B

Description

Galvanisk tørr-element. Galvanic dry element.

Denne oppfinnelse vedrører primære galvaniske celler i alminnelighet og spesielt de av den såkalte tørre type. This invention relates to primary galvanic cells in general and particularly to those of the so-called dry type.

Den vanlige type tørrbatterier som har vært anvendt i mange år, består vanligvis av en ikke-forbrukbar kullkatode og en forbrukbar metallisk anode, vanligvis sink, som også tjener som beholder for cellen. En depolariseringsblanding som inneholder f. eks. mangandioksyd med acetylen kjønn-røk, og en elektrolytt som f. eks. sinkklorid og ammoniumkloridoppløsning, er innsatt i cellen mellom anoden og katoden, med et svampaktig materiale, som f. eks. stivelses-klister eller papir plasert mellom anoden og depolariseringsblandingen for å forhin-dre elektrisk kontakt mellom anoden og blandingen mens der tillates pasasje av ioner. The common type of dry battery that has been used for many years usually consists of a non-consumable carbon cathode and a consumable metallic anode, usually zinc, which also serves as the container for the cell. A depolarizing mixture containing e.g. manganese dioxide with acetylene smoke, and an electrolyte such as e.g. zinc chloride and ammonium chloride solution, is inserted into the cell between the anode and the cathode, with a sponge-like material, such as starch paste or paper placed between the anode and the depolarizing mixture to prevent electrical contact between the anode and the mixture while allowing the passage of ions.

Selv om den vanlige konstruksjonen ved de kjente tørrbatterier fremviser mange ønskverdige trekk, besitter disse celler den lenge erkjente ulempe at den konsum-bare metalliske anoden som anvendes som beholder for cellen, hyppig blir gjennomhullet og tillater væske fra cellen å lekke ut og forårsake ødeleggelse av det apparat hvori cellen anvendes. Although the conventional construction of the known dry batteries exhibits many desirable features, these cells possess the long-recognized disadvantage that the consumable metallic anode used as the container for the cell is frequently punctured and allows liquid from the cell to leak out and cause destruction of the device in which the cell is used.

Mange innretninger er blitt foreslått for å overkomme de ødeleggende resultater som en gjennomhullet anodisk beholder kan medføre, som f. eks. å stenge cellen inne i en ytterligere mantel av metall eller med en fuktighetsugjennomtrengelig papp. Many devices have been proposed to overcome the destructive results that a perforated anodic vessel can bring about, such as to close the cell inside a further mantle of metal or with a moisture-impermeable cardboard.

Andre forsøk på å løse problemet i forbindelse med lekkasje har resultert i ut-viklingen av de såkalte «innsiden-ut»-batterikonstruksjoner dvs. at en ikke-konsu-merbar katode anvendes som beholder idet en metallisk anode plaseres inne i cellen. Slike «innsiden-ut»-konstruksjoner er vist i US patentene 2 605 299 og 2 628 261. Other attempts to solve the problem in connection with leakage have resulted in the development of the so-called "inside-out" battery constructions, i.e. that a non-consumable cathode is used as a container while a metallic anode is placed inside the cell. Such "inside-out" constructions are shown in US patents 2,605,299 and 2,628,261.

Vanskeligheten og omkostningene ved oppnåelsen av ikke-konsumerbare tette og f uktighets-ugj ennomtrengelige katodebe-holdere for slike celler har vært en av de begrensende faktorer for deres anvendelse. Kjønnrøk-kopper, passende behandlet for å redusere deres permeabilitet overfor vann og vanndamp kan anvendes men er for dyre for å kunne anvendes i alminnelighet. En spesiell fremgangsmåte for å fremstille beholdere for slike celler er vist i US patent nr. 2 605 300. Katodeelementene fremstillet ifl. dette patent har den ulempen imidlertid at de mangler tilstrekkelig styrke for å kunne anvendes som selvbærende beholdere. Videre er fremgangsmåten be-grenset til visse spesielle materialer. The difficulty and cost of obtaining non-consumable tight and moisture-impermeable cathode containers for such cells has been one of the limiting factors for their use. Sex smoke cups, suitably treated to reduce their permeability to water and water vapor can be used but are too expensive to be used in general. A special method for producing containers for such cells is shown in US patent no. 2,605,300. The cathode elements produced in accordance with this patent has the disadvantage, however, that they lack sufficient strength to be used as self-supporting containers. Furthermore, the method is limited to certain special materials.

En annen mangel ved de såkalte «innsiden-ut»-batterikonstruksjoner som hittil har vært på markedet, er at en oppnår ikke en lik avstand mellom anoden og katoden for å kunne oppnå en jevn strømtetthet over katodenes totale aktive overflate. Another shortcoming of the so-called "inside-out" battery designs that have been on the market so far is that you do not achieve an equal distance between the anode and the cathode in order to achieve a uniform current density over the cathode's total active surface.

Et hovedformål ved den foreliggende oppfinnelsen er å fremskaffe et nytt og forbedret lekkasjesikkert tørrbatteri som kan fremstilles billig og som kombinerer fordelen ved de vanlige «innsiden-ut»-tørr-battericeller. A main purpose of the present invention is to provide a new and improved leak-proof dry battery which can be produced cheaply and which combines the advantage of the usual "inside-out" dry battery cells.

Et spesielt formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe et tørrbatteri hvor avstanden mellom anoden og katodeoppsamler-elementet er redusert til et minimum. A particular purpose of the invention is to provide a dry battery where the distance between the anode and the cathode collector element is reduced to a minimum.

Et annet formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe et tørrbatteri hvor det effek-tive anodeareal er brakt til et maksimum. Another purpose of the invention is to provide a dry battery where the effective anode area is brought to a maximum.

Et annet formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe en tørrbattericelle hvor der ikke forekommer noen reduksjon av anodearealet under cellens utladning. Another purpose of the invention is to provide a dry battery cell where no reduction of the anode area occurs during the cell's discharge.

Et ytterligere formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe et tørrbatteri hvor anode-korrosjonen er i det vesentlige likeartet eller ens over hele anodearealet. A further object of the invention is to provide a dry battery in which the anode corrosion is essentially uniform or even over the entire anode area.

Et annet formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe et tørrbatteri hvor en i det vesentlige ensutnyttelse av depolariserings-materialet finner sted og hvor utnyttelsen av depolariseringsblandingen er brakt til et maksimum. Another object of the invention is to provide a dry battery where an essentially single utilization of the depolarizing material takes place and where the utilization of the depolarizing mixture is brought to a maximum.

Et viktig formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe et tørrbatteri hvor hele eller i det minste den vesentlige delen av be-holderen er motstandsdyktig mot påvirk-ning fra elektrolytten slik at batteriet er tett. An important purpose of the invention is to provide a dry battery where the whole or at least the essential part of the container is resistant to influence from the electrolyte so that the battery is tight.

Et annet formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe en i høy grad ledende selvbærende kullholdig beholder som, uten særskilte vanntettende behandling, er tilstrekkelig ugjennomtrengelig slik at den kan motstå enhver gjennombrytning av elektrolytten og videre at den kan hindre tap av fuktighet som følge av fordunst-ning. Another object of the invention is to provide a highly conductive self-supporting carbon-containing container which, without special waterproofing treatment, is sufficiently impermeable so that it can resist any breakthrough of the electrolyte and furthermore that it can prevent loss of moisture as a result of evaporation .

Et trekk ved oppfinnelsen er tilveiebringelsen av en tørrcellebatterikonstruk-sjon hvor elektrolyttkonsentrasjonen vil forbli i det vesentlige jevn eller ens over hele anodens overflate og således videre at der dannes såkalte «konsentrasjonsceller» som forårsaker en aksellerert korrosjon av anodemetallet. A feature of the invention is the provision of a dry-cell battery construction where the electrolyte concentration will remain essentially even or even over the entire surface of the anode and thus further that so-called "concentration cells" are formed which cause an accelerated corrosion of the anode metal.

Et annet trekk ved oppfinnelsen er tilveiebringelsen av et tørrcellebatteri hvor anoden ikke behøver å ha noen konstruksjonsstyrke og som derfor kan i det vesentlige eller fullstendig bli forbrukt. Another feature of the invention is the provision of a dry cell battery where the anode does not need to have any structural strength and which can therefore be essentially or completely consumed.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er tilveiebringelsen av et tørrcellebatteri hvor der tilveibringes optimum grad av amalgering av anoden for således å minimali-sere korrosjonen og følgelig øke batteriets ytelsesevne. A further feature of the invention is the provision of a dry cell battery where an optimum degree of amalgamation of the anode is provided in order to minimize corrosion and consequently increase the battery's performance.

Et annet trekk ved oppfinnelsen er tilveiebringelsen av en tørrcellebatterianode-konstruksjon uten skarpe krumninger. Dette reduserer muligheten av en spenningskorrosjon. Another feature of the invention is the provision of a dry cell battery anode construction without sharp bends. This reduces the possibility of stress corrosion cracking.

Et viktig formål for oppfinnelsen er tilveiebringelsen av et tørrcellebatteri som vil fremvise en lengre levetid på lager, og bedre karakteristikker ved små og store ytelser enn lignende standard trekk eller «innsiden-ut»-batterier som i dag er på markedet. An important purpose of the invention is the provision of a dry cell battery that will exhibit a longer lifetime in storage, and better characteristics for small and large outputs than similar standard features or "inside-out" batteries that are currently on the market.

Et trekk ved oppfinnelsen er tilveiebringelsen av en konstruksjon som resulterer i usedvanlig lav indre motstand, noe som gjør cellen usedvanlig velegnet for sterkstrømsanvendelser som f. eks. fotoblitzlamper. A feature of the invention is the provision of a construction which results in exceptionally low internal resistance, which makes the cell exceptionally suitable for high current applications such as e.g. photo flash lamps.

Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er det et viktig formål å tilveiebringe en ny og økonomisk metode for å fremstille selvbærende, koppformete kull-katoder. According to a further feature of the invention, it is an important object to provide a new and economical method for producing self-supporting, cup-shaped carbon cathodes.

Et ytterligere område for oppfinnelsen er det formål å tilveiebringe en ny og forbedret koppformet kullkatode som fremviser en vesentlig konstruksjonsstyrke, lav permeabilitet og usedvanlig lave mot-standskarakteristikker. A further area of the invention is the object of providing a new and improved cup-shaped carbon cathode exhibiting substantial structural strength, low permeability and exceptionally low resistance characteristics.

Et batteri ifølge oppfinnelsen består av en første kullholdig katode anbrakt stort sett konsentrisk omkring en annen kullholdig katode og elektrisk forbundet til denne, samt en anode anbrakt mellom katodene og stort sett konsentrisk med disse, og batteriet ifølge oppfinnelsen er i første rekke karakterisert ved at den første katoden er selvbærende og koppformet, og at den andre katoden er utformet som en stang som stikker opp fra koppens bunn og som strekker seg langs koppens lengdeakse. A battery according to the invention consists of a first carbon-containing cathode placed largely concentrically around another carbon-containing cathode and electrically connected to this, as well as an anode placed between the cathodes and largely concentric with these, and the battery according to the invention is primarily characterized by the the first cathode is self-supporting and cup-shaped, and that the second cathode is designed as a rod which protrudes from the bottom of the cup and which extends along the longitudinal axis of the cup.

Ved en foretrukken utførelsesform for batteriet ifølge oppfinnelsen er den første katoden utformet som en kullstang anbrakt stort sett langs lengdeaksen i den andre katoden som er utformet som en kullkopp. Kullstangen kan være i ett stykke eller passende festet til bunnen av kullkoppen. Ved denne utførelsesform for oppfinnelsen er anoden sirkelformet og er i det vesentlige konsentrisk med koppen og stangen. Et passende svampaktig materiale er påført anoden for å hindre direkte kontakt mellom anoden og batteriblandingen. In a preferred embodiment of the battery according to the invention, the first cathode is designed as a carbon rod placed largely along the longitudinal axis in the second cathode, which is designed as a carbon cup. The coal rod may be in one piece or suitably attached to the bottom of the coal cup. In this embodiment of the invention, the anode is circular and is substantially concentric with the cup and rod. A suitable spongy material is applied to the anode to prevent direct contact between the anode and the battery mixture.

Oppfinnelsen skal nå beskrives detal-jert med henvisning til de hosstående teg-ninger, hvor The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, where

fig. 1 er et sentralt snitt gjennom en utførelsesform for kullkatoden ifølge oppfinnelsen, fig. 1 is a central section through an embodiment of the carbon cathode according to the invention,

fig. 2 er et grunnriss sett fra bunnen fig. 2 is a floor plan seen from the bottom

av koppen vist på fig. 1, of the cup shown in fig. 1,

fig. 3 er et snitt gjennom toppkontakt-elementet utformet for å passe over top- fig. 3 is a section through the top contact element designed to fit over top-

pen av koppen vist på fig. 1, idet snittet er tatt langs linjen 3—3 på fig. 4, pen of the cup shown in fig. 1, the section being taken along the line 3-3 in fig. 4,

fig. 4 er et grunnriss av kontaktele-mentet vist på fig. 3, fig. 4 is a plan view of the contact element shown in fig. 3,

fig. 5 er et sentralt tverrsnitt gjennom en annen type kullkatode konstruert ifølge oppfinnelsen, fig. 5 is a central cross-section through another type of carbon cathode constructed according to the invention,

fig. 6 er et grunriss sett fra bunnen av katoden vist på fig. 5, fig. 6 is a plan view from the bottom of the cathode shown in fig. 5,

fig. 7 er et sideriss delvis i snitt av en form av anodekonstruksjonen ifølge oppfinnelsen, fig. 7 is a side view partially in section of one form of the anode construction according to the invention,

fig. 8 er et grunnriss av anoden vist på fig. 7, fig. 8 is a plan view of the anode shown in FIG. 7,

fig. 9 er et sentrisk langsgående tverrsnitt gjennom en annen type anode ifølge oppfinnelsen, fig. 9 is a centric longitudinal cross-section through another type of anode according to the invention,

fig. 10 er et grunnriss av anoden vist på vist 9, fig. 10 is a plan view of the anode shown in Figure 9;

fig. 11 er et perspektivriss av anoden vist på fig. 7 pålagt et belegg av svampaktig materiale, fig. 11 is a perspective view of the anode shown in FIG. 7 applied to a coating of spongy material,

fig. 12 er et grunnriss av en tetnings-stoppskive, fig. 12 is a plan view of a sealing stop washer,

fig. 13 er et snitt langs linjen 13—13 på fig. 12. fig. 13 is a section along the line 13—13 in fig. 12.

Fig. 14 er et snitt av et sammensatt batteri ifølge oppfinnelsen, Fig. 14 is a section of a composite battery according to the invention,

fig. 15 er et grunnriss sett fra bunnen av det sammensatte batteri vist på fig. 14, fig. 15 is a plan view from the bottom of the assembled battery shown in fig. 14,

fig. 16 er et detalj riss i større måle-stokk av en del av anoden som vist på fig. 14 og som viser det svampaktige belegg, fig. 16 is a detailed drawing on a larger scale of part of the anode as shown in fig. 14 and showing the spongy coating,

fig. 17 er et snitt langs linjen 17—17 på fig. 18 og som viser en ovn ifølge oppfinnelsen og som er passende for å utvirke fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. fig. 17 is a section along the line 17—17 in fig. 18 and which shows an oven according to the invention and which is suitable for carrying out the method according to the invention.

Fig. 18 er et grunnriss av ovnen vist på fig- 17, Fig. 18 is a floor plan of the furnace shown in Fig. 17,

fig. 19 er et snitt langs linjen 19—19 på fig. 20 og som viser den beskyttende ring som kan støpes til bunnen av batterikoppen ifølge oppfinnelsen, fig. 19 is a section along the line 19—19 in fig. 20 and which shows the protective ring which can be molded to the bottom of the battery cup according to the invention,

fig. 20 er et grunnriss av ringen vist på fig. 19, fig. 20 is a plan view of the ring shown in fig. 19,

fig. 21 er et grunriss sett nedenfra av en modifisert form for en kullkatodekon-struksjon ifølge oppfinnelsen, og fig. 21 is a plan view from below of a modified form of a carbon cathode construction according to the invention, and

fig. 22 er et snitt av en katodekonstruksjon som vist på fig. 21 langs linjen 22—22 på fig. 21. fig. 22 is a section of a cathode structure as shown in fig. 21 along the line 22—22 in fig. 21.

Med henvisning til tegningene og spesielt til fig. 1 og 2 fremgår det at kullkatoden ifølge oppfinnelsen kan utformes som en samlet del med en sylindrisk yttervegg 20, en stengt ende 21, og en sentrisk stangdel 22 som strekker seg langs den langsgående aksen til koppen 20 fra den stengte enden 21. Enden 21 kan utføres med en oppovergående sentrisk blokk 23 som tjener som kontakt. En tynnvegget metallkappe 24 (fig. 3) er gitt en form i sterk overensstemmelse til formen av den stengte enden 21 og er utført slik at den kan presspasses over den stengte enden 21. Sylinderen 24 er utstyrt med en blokk 25 som svarer til blokken 23 og som tjener som batteriets positive kontakt. With reference to the drawings and in particular to fig. 1 and 2 it appears that the carbon cathode according to the invention can be designed as a single part with a cylindrical outer wall 20, a closed end 21, and a centric rod part 22 which extends along the longitudinal axis of the cup 20 from the closed end 21. The end 21 can is carried out with an upwardly centric block 23 which serves as a contact. A thin-walled metal jacket 24 (Fig. 3) is given a shape in close agreement with the shape of the closed end 21 and is made so that it can be press-fitted over the closed end 21. The cylinder 24 is equipped with a block 25 which corresponds to the block 23 and which serves as the battery's positive contact.

Ved den modifiserte katodekonstruksjon, vist på fig. 5 og 6, er der tilveiebrakt en sylindrisk yttervegg 26 og en stengt ende 27 i ett med veggen 26. Endeveggen 27 er utstyrt med et sentrisk plasert sirku-lært hull i hvilket kan passes en sylindrisk stang 28. Stangen 28 som strekker seg langs lengdeaksen til sylinderen 26 og som er konsentrisk med denne, strekker seg forbi endeveggen 27. En metallhette 29 kan tilveiebringes på den ytre enden av stangen 28 og tjene som batteriets positive kontakt. For å tilpasse sidene på kappen 29 og også for å holde denne fast til stangen 28, kan endeveggen 27 utføres med en skulder 28, mot hvilken den åpne enden på kappen 29 festes. Den åpne enden på den sylindriske veggen 26 strekker seg forbi enden av stangen 28 for å lette batteriets sammensetning. Hvis ønsket, kan utformingen av katodekonstruksjonen vist på fig. 5 og 6, være lik med den vist på fig. 1 og 2, og hetten 21 kan i så fall gjøres identisk med sylinderen 24. In the modified cathode construction, shown in fig. 5 and 6, a cylindrical outer wall 26 and a closed end 27 integral with the wall 26 are provided. The end wall 27 is equipped with a centrally placed circular hole into which a cylindrical rod 28 can be fitted. The rod 28 which extends along the longitudinal axis to the cylinder 26 and which is concentric therewith, extends past the end wall 27. A metal cap 29 may be provided on the outer end of the rod 28 and serve as the positive contact of the battery. In order to adapt the sides of the sheath 29 and also to hold this firmly to the rod 28, the end wall 27 can be made with a shoulder 28, against which the open end of the sheath 29 is attached. The open end of the cylindrical wall 26 extends past the end of the rod 28 to facilitate battery assembly. If desired, the design of the cathode structure shown in fig. 5 and 6, be similar to that shown in fig. 1 and 2, and the cap 21 can then be made identical to the cylinder 24.

Anoden vist på fig. 7 og 8 er en sirkelformet langstrakt sylinder 30, åpen i en ende og stengt ved den andre ved en bunnvegg 31 som kan være utført i ett stykke med veggen 30 eller kan være festet til denne ved hjelp av lodding. Bunnveggen 31 tjener som batteriets negative kontakt og behøver ikke være av samme type metall siden det ikke utgjør noen del ved de kjemiske reaksjoner som er nødvendige for å fremskape den elektriske strøm. Hvis ønsket, kan bunnveggen 31 sløyfes forutsatt at der anordnes elektrisk kontakt mellom sylinderen 30 og batteriets negative kontakt og forutsatt at sentret på anoden er forseglet på en eller annen måte. Ved denne anodekonstruksjon er der tilveiebrakt en langsgående slisse 32 som strekker seg fra den åpne enden på anoden og til et punkt langs sideflaten som i det minste svarer til den maksimale neddykking av anoden i batteriblandingen og som fortrinnsvis strekker seg henimot bunnveggen 31. The anode shown in fig. 7 and 8 is a circular elongated cylinder 30, open at one end and closed at the other by a bottom wall 31 which can be made in one piece with the wall 30 or can be attached to this by means of soldering. The bottom wall 31 serves as the battery's negative contact and does not need to be of the same type of metal since it does not form any part in the chemical reactions that are necessary to produce the electric current. If desired, the bottom wall 31 can be looped provided that electrical contact is arranged between the cylinder 30 and the battery's negative contact and provided that the center of the anode is sealed in some way. In this anode construction, a longitudinal slot 32 is provided which extends from the open end of the anode and to a point along the side surface which at least corresponds to the maximum immersion of the anode in the battery mixture and which preferably extends towards the bottom wall 31.

Anoden vist på fig. 9 og 10 er lignende den vist på fig. 7 og 8 men er fortrinnsvis utformet i ett stykke med de sylindriske sideveggene 33 og bunnveggen 34. Denne anodetype er ikke utført med den langsgående slissen 32, men den kan utføres med en kort slisse eller hull, som ikke er vist i sideveggen 33 og nær bunnen 34 for ven-tilering av luften på innsiden av anoden under cellens montering og for sammen-knytning av rommene 47 og 47' på fig. 14. Denne slisse eller dette hull skal være slik plasert at det er på innsiden av den ferdig-monterte battericellen, eller enhver del av slissen som er åpen til cellens utside må segles av etter at battericellen er satt sammen. Det skal forstås at det også kan være mulig å anbringe et ventilhull i bunnveggen 34 som kan komme til nytte under battericellens sammensetning og deretter for-segles på en passende måte. The anode shown in fig. 9 and 10 are similar to that shown in fig. 7 and 8 but is preferably formed in one piece with the cylindrical side walls 33 and the bottom wall 34. This type of anode is not made with the longitudinal slot 32, but it can be made with a short slot or hole, which is not shown in the side wall 33 and near the bottom 34 for ventilating the air on the inside of the anode during the assembly of the cell and for connecting the spaces 47 and 47' in fig. 14. This slot or hole must be positioned so that it is on the inside of the fully assembled battery cell, or any part of the slot that is open to the outside of the cell must be sealed off after the battery cell is assembled. It should be understood that it may also be possible to place a valve hole in the bottom wall 34 which may be useful during the assembly of the battery cell and then sealed in a suitable manner.

Som vanlig ved tørrcellebatterikon-struksjon er anoden eller i det minste den delen av denne som strekker seg inn i batteriblandingen, utstyrt med en skillevegg av svampaktig materiale, som f. eks. papir eller gelatin, for å hindre direkte kontakt mellom batteriblandingen og den metalliske anoden. Det svampaktige materiale kan påføres anoden ved påvikling, påsprøyt-ning, neddykking eller andre passende måter, heretter i beskrivelsen kalt «belegg» eller «påstrøket». Som vist på fig. 11 kan et klebende svampaktig papir påføres den slissete anoden vist på fig. 7 ved hjelp av påvikling. Et sammenhengende stykke papir kan anvendes for å belegge alle anodens overflater (både innsiden og utsiden) som kan komme i kontakt med batteriblandingen. En stoppskive 36 (fig. 12 og 13) som . kan lages av et fiberaktig eller annet passende elektrisk isolerende materiale, kan anvendes som skillevegg mellom den ytre katoden og anoden, og også tjene som en del av batteriets bunnvegg. As usual in dry cell battery construction, the anode or at least the part of it that extends into the battery mixture, is equipped with a partition wall of spongy material, such as e.g. paper or gelatin, to prevent direct contact between the battery mixture and the metallic anode. The spongy material can be applied to the anode by winding, spraying, immersion or other suitable means, hereinafter referred to in the description as "coating" or "coated". As shown in fig. 11, an adhesive spongy paper can be applied to the slotted anode shown in fig. 7 by means of winding. A continuous piece of paper can be used to cover all surfaces of the anode (both inside and outside) that may come into contact with the battery mixture. A stop disc 36 (fig. 12 and 13) which . can be made of a fibrous or other suitable electrically insulating material, can be used as a partition between the outer cathode and anode, and also serve as part of the bottom wall of the battery.

Fig. 14 og 15 viser et ferdigmontert tørrcellebatteri med en kullkatodekon-struksjon 40 konstruert som vist på fig. 1 og med en forbrukbar metallisk anode 42 konstruert som vist på fig. 9. Katodekonstruksjonen 40 består av et sylindrisk første katodeelement 41, en stengt ende 43, og en sentrisk stang 43 som danner et annet katodeelement. En metallhette 44 som har en kontaktutformet blokk 45 er anbrakt over den stengte enden 43. Den sylindriske anoden 42 er konsentrisk med sylinderen 41 og stangen 43 og er plasert inne i det sirkelformige rom mellom disse katodeelementer. Resten av det sirkelformige rom, med unntagelse av luftrommene 47 og 47', tilstøtende den åpne enden av katodekonstruksjonen 40 og den stengte enden på anoden, er fylt med batteriblandingen 48. Ved uttrykket «batteriblanding» er ] ment depolariseringsmiddelet, elektrolytten og ethvert annet kjemisk stoff som kan Figs. 14 and 15 show a fully assembled dry cell battery with a carbon cathode construction 40 constructed as shown in fig. 1 and with a consumable metallic anode 42 constructed as shown in FIG. 9. The cathode structure 40 consists of a cylindrical first cathode element 41, a closed end 43, and a centric rod 43 which forms a second cathode element. A metal cap 44 having a contact shaped block 45 is placed over the closed end 43. The cylindrical anode 42 is concentric with the cylinder 41 and the rod 43 and is placed inside the circular space between these cathode elements. The rest of the circular space, with the exception of the air spaces 47 and 47', adjacent the open end of the cathode structure 40 and the closed end of the anode, is filled with the battery mixture 48. By the term "battery mixture" is meant the depolarizing agent, the electrolyte and any other chemical fabric that can

utgjøre en del av et primært batteri. Rommene 47 og 47' er utformet som et sted for mottagelsen av væsken som lekker ut ved utladning av cellen. Et rom 46 kan tjene samme formål. Batteriblandingen er fortrinnsvis pakket sammen på en forholdsvis kompakt måte, og det vil i alminnelighet ikke være nødvendig å anbringe en stoppeskive for å hindre at blandingen går inn i rommene 47 og 47'. Som det best ses av fig. 16, kan den metalliske anoden 42 være utstyrt med et passende svampaktig belegg 50 som hindrer direkte kontakt mellom anoden og batteriblandingen. Det svampaktige materiell behøver bare dekke de deler av anoden som strekker seg inn i batteriblandingen men vil i alminnelighet også dekke et ytterligere grenseområde for å oppnå sikkerhet mot kontakt mellom anoden og blandingen. Resten av anodekonstruksjonen tjener bare som elektrisk kontakt og for å stenge batteriet. Således ved fig. 14 tjener den stengte enden 51 på anoden 42 som batteriets negative kontakt og tjener også som en del av batteriets form part of a primary battery. The rooms 47 and 47' are designed as a place for receiving the liquid that leaks out when the cell is discharged. A room 46 can serve the same purpose. The battery mixture is preferably packed together in a relatively compact manner, and it will not generally be necessary to place a stop disk to prevent the mixture from entering the spaces 47 and 47'. As can best be seen from fig. 16, the metallic anode 42 may be provided with a suitable spongy coating 50 which prevents direct contact between the anode and the battery mixture. The spongy material only needs to cover the parts of the anode that extend into the battery mixture, but will generally also cover a further boundary area to achieve safety against contact between the anode and the mixture. The rest of the anode structure only serves as an electrical contact and to close the battery. Thus at fig. 14, the closed end 51 of the anode 42 serves as the battery's negative contact and also serves as part of the battery's

bunnstempel. En fiberaktig eller annen passende isolert stoppskive 52 av type vist på fig. 12 og 13 tjener å avdele bunnen av anoden 42 fra bunnen av sylinderen 41 på en passende måte og tjener også til å stenge resten av bunnenden på batteriet. Hvor stoppskiven 52 er forbundet med anoden og med katoden, skal der fortrinnsvis være en tett og lekkasjefri forbindelse. Stoppskiven kan være limet på plass eller kan være presspasset over anoden og holdes mot katoden ved hjelp av en passende ytre mantel. På fig. 14 er vist en sylinder 54 som omhyller eller omslutter sylinderen 41 og som har en innovervendende leppe eller flenskant 53 som ligger an mot stoppskiven 52 og som holder denne på plass. Alternativt kan der anvendes andre forseglende midler eller andre måter å fremskaffe en tettende forbindelse mellom stoppskiven og anoden og/eller katoden. Sylindren 54, som kan være av papir, plast eller annet passende materiale (f. eks. celluloseacetat-plast) tjener i første rekke som et ytre deksel og kan sløyfes hvis ønsket. For visse formål kan imidlertid et ytre deksel som i seg selv er en elektrisk isolator, og som er isolert fra katoden, være ønskelig. Fortrinnsvis er en innovervendende leppe eller flens 55 tilveiebrakt i den andre enden av sylinderen 54. Stoppskiven 52 bør være ugjennomtrengelig for væsken som vil lekke ut i luftrommet 47 når batteriet ut-lades. Stoppskiven 49 kan på den annen side være porøs eller gjennomtrengelig. Stoppskiven 49 kan sløyfes og anoden kan bottom stamp. A fibrous or other suitable insulated stop disc 52 of the type shown in fig. 12 and 13 serves to separate the bottom of the anode 42 from the bottom of the cylinder 41 in a suitable manner and also serves to close the rest of the bottom end of the battery. Where the stop disk 52 is connected to the anode and to the cathode, there should preferably be a tight and leak-free connection. The stop disc may be glued in place or may be press fit over the anode and held against the cathode by means of a suitable outer jacket. In fig. 14 shows a cylinder 54 which envelops or encloses the cylinder 41 and which has an inward-facing lip or flange edge 53 which rests against the stop disk 52 and which holds this in place. Alternatively, other sealing means or other ways of providing a sealing connection between the stop disc and the anode and/or cathode can be used. The cylinder 54, which can be made of paper, plastic or other suitable material (e.g. cellulose acetate plastic), serves primarily as an outer cover and can be looped if desired. However, for certain purposes an outer cover which is itself an electrical insulator and which is isolated from the cathode may be desirable. Preferably, an inward facing lip or flange 55 is provided at the other end of the cylinder 54. The stop disc 52 should be impermeable to the liquid which will leak out into the air space 47 when the battery is discharged. The stop disc 49, on the other hand, can be porous or permeable. The stop disk 49 can be looped and the anode can

hindres fra å komme i kontakt med katoden simpelthen ved å ha et passende mel-lomrom mellom disse. Det skal også forstås at hele anodens omkrets behøver ikke stikke gjennom bunnforseglingsélementet 52, men at en enkelt skive kan anvendes for å forsegle hele bunnen av cellen, med et passende kontaktområde på skiven i elektrisk forbindelse med anoden og passende isolert fra katoden. are prevented from coming into contact with the cathode simply by having a suitable gap between them. It should also be understood that the entire circumference of the anode need not extend through the bottom sealing element 52, but that a single disk may be used to seal the entire bottom of the cell, with a suitable contact area on the disk in electrical connection with the anode and suitably isolated from the cathode.

Den utvendige diameter til katodeelementet 41 vil vanligvis velges slik at den svarer til den størrelse som er vanlig brukt for angjeldende batteristørrelse. Veggen til katodeelementet 41 er fortrinnsvis utført så tynn som er forenlig med fremstillingsteknikken og med kravene til konstruk-sjonsstyrken. Hvis veggen er utført tykkere enn nødvendig, vil rommet for batteriblandingen bli tilsvarende forminsket, noe som i alminnelighet er lite ønskelig. På lignende måte er stangdelen 43 som utgjør et annet katodeelement, fortrinnsvis utført så tynt som mulig i overensstemmelse med fremstillingsteknikken. I alminnelighet vil delen 43 være tykkere når den er utført i ett stykke med resten av katodekonstruksjonen enn når den er et særskilt innskjøvet element av typen vist på fig. 5. Ved en type batterikonstruksjon, som har vist seg meget anvendbar, er avstanden mellom den ytre veggen på katodeelementet 43 og innerveggen på anoden 42 utført lik med avstanden mellom den ytre veggen på anoden 42 og innerveggen på katodeelementet 41. På denne måten er anode/katodeavstanden konstant over hele batteriet, noe som kan være meget fordelaktig ved visse situasjo-ner. Imidlertid vil det volum av batteriblandingen som er anbrakt mellom katodeelementet 43 og anoden, være mindre enn det volum batteriblanding som er anbrakt mellom katodeelementet 41 og anoden. The external diameter of the cathode element 41 will usually be chosen so that it corresponds to the size that is commonly used for the battery size in question. The wall of the cathode element 41 is preferably made as thin as is compatible with the manufacturing technique and with the requirements for structural strength. If the wall is made thicker than necessary, the space for the battery mixture will be correspondingly reduced, which is generally not desirable. In a similar way, the rod part 43 which constitutes another cathode element is preferably made as thin as possible in accordance with the manufacturing technique. In general, the part 43 will be thicker when it is made in one piece with the rest of the cathode structure than when it is a separate inserted element of the type shown in fig. 5. In one type of battery construction, which has proven to be very useful, the distance between the outer wall of the cathode element 43 and the inner wall of the anode 42 is made equal to the distance between the outer wall of the anode 42 and the inner wall of the cathode element 41. In this way, anode /cathode distance constant over the entire battery, which can be very advantageous in certain situations. However, the volume of the battery mixture placed between the cathode element 43 and the anode will be smaller than the volume of battery mixture placed between the cathode element 41 and the anode.

Ved en annen batterikonstruksjon er diameteren til anodeelementet 42 valgt slik at like volumer batteriblanding vil være anbrakt mellom anoden og hvert av katodeelementene. Det er antatt at denne kon-struksjonsform vil fremhjelpe en jevn og mer fullstendig utnyttelse av depolariseringsblandingen. In another battery construction, the diameter of the anode element 42 is chosen so that equal volumes of battery mixture will be placed between the anode and each of the cathode elements. It is assumed that this form of construction will facilitate an even and more complete utilization of the depolarization mixture.

Ved en ytterligere batteritypekonstruk-sjon, og spesielt ved en katodekonstruksjon av den typen som er vist på fig. 5, kan den elektriske motstanden til den sentriske katoden eller stang gjøres lik med den elektriske motstanden til det ytre katodeelement eller kopp (ved en passende konstruksjon av det sentrale katodeelement) og således tilveiebringe like spenningsfall langs katodeelementene. En slik konstruk-sjonsform vil i alminnelighet medføre bruken av en kullstang laget av et grafitisk materiale, fordi grafitens større lednings-evne vil utbalansere den lave motstanden som resulterer av en større diameter av det ytre katodeelement. En meget ledende sentrisk katode har fordelen at den krever en liten diameter, og således fremskaffer et større rom for batteriblandingen. Ved å velge en passende diameter for anodeelementet kan anode/katodeavstandene gjø-res like eller anode/katodebatteriblan-dingsvolumene kan gjøres like. Ethvert annet ønskelig rom eller avstandsforhold kan anvendes. In a further battery type construction, and in particular in a cathode construction of the type shown in fig. 5, the electrical resistance of the centric cathode or bar can be made equal to the electrical resistance of the outer cathode element or cup (by a suitable construction of the central cathode element) and thus provide equal voltage drops along the cathode elements. Such a construction form will generally entail the use of a carbon rod made of a graphitic material, because the graphite's greater conductivity will balance out the low resistance resulting from a larger diameter of the outer cathode element. A highly conductive centric cathode has the advantage that it requires a small diameter, thus providing a larger space for the battery mixture. By choosing a suitable diameter for the anode element, the anode/cathode distances can be made equal or the anode/cathode battery mixture volumes can be made equal. Any other desired room or distance ratio can be used.

Det skal forståes at diameteren for anoden kan velges for å møte spesielle be-hov m.h.t. de driftskrav som batteriet konstrueres for. I alminnelighet vil anodetyk-kelsen velges med tanke på en i det vesentlige fullstendig utnyttelse av sinken eller et annet metall som tjener som anode, fordi anoden ikke behøver å fremvise noen konstruksjonsstyrke. Også fordi anoden ikke behøver å ha noen styrke, kan en anvende et anodisk metall med høy renhet og en optimum mengde amalgering kan anvendes for således å redusere korrosjonen til et minimum. It should be understood that the diameter of the anode can be chosen to meet special needs in terms of the operating requirements for which the battery is designed. In general, the anode thickness will be chosen with a view to essentially complete utilization of the zinc or another metal that serves as anode, because the anode does not need to exhibit any structural strength. Also because the anode does not need to have any strength, an anodic metal with high purity can be used and an optimum amount of amalgamation can be used to thus reduce corrosion to a minimum.

Ved en utførelsesform for oppfinnelsen kan batteriet konstrueres med et symme-trisk arangement av anoden og katoden. Ved et slikt batteri vil pH og de kjemiske konsentrasjoner forbli i det vesentlige konstant fra en del av anodeoverflaten til en annen. Det skal forståes at en slik jevnhet vil forebygge såkalte konsentrasjonsceller som tenderer å korrodere anoden og sløse med cellens potensiale produksjonsenergi. En sylindrisk anode av den illustrerte typen er også spesielt ønskelig bortsett fra det symmetriske arrangement fordi den mangler skarpe bøyer og således minimaliserer muligheten for spenningskorrosjon. Imidlertid kan en anvende anoder med andre former som f. eks. anoder utført med korro-geringer for å øke overflateområdet. In one embodiment of the invention, the battery can be constructed with a symmetrical arrangement of the anode and the cathode. In such a battery, the pH and the chemical concentrations will remain essentially constant from one part of the anode surface to another. It should be understood that such uniformity will prevent so-called concentration cells which tend to corrode the anode and waste the cell's potential production energy. A cylindrical anode of the type illustrated is also particularly desirable apart from the symmetrical arrangement because it lacks sharp bends and thus minimizes the possibility of stress corrosion cracking. However, you can use anodes with other shapes such as e.g. anodes made with corrosions to increase the surface area.

Korrosjon og konstruksjonsproblemer som er iboende ved de vanlige batterikonstruksjoner, har fremvist vanskelige pro-blemer m.h.t. konstruksjonen av tilfredsstillende primære celler som anvender magnesium, aluminium eller andre lett korroderende anodemetaller, spesielt når disse anvendes som cellebeholdere. Batteriet ved den foreliggende oppfinnelse er bemerkelsesverdig vel egnet for en konstruksjon hvorved slike metaller anvendes som anodeelementer. Corrosion and construction problems inherent in the usual battery constructions have presented difficult problems with respect to the construction of satisfactory primary cells using magnesium, aluminum or other easily corroding anode metals, especially when these are used as cell containers. The battery of the present invention is remarkably well suited for a construction in which such metals are used as anode elements.

Ved formning av katodekoppen eller begeret ifølge oppfinnelsen (enten med eller uten et sammenhengende sentralt katodeelement) kan en bruke en rekke forskjellige materialer og en kan anvende en passende fabrikasjonsmetode. Imidlertid, ifølge et videre formål for oppfinnelsen, innbefatter en særskilt egnet metode dannelsen av en blanding bestående i det vesentlige av pulveriserte partikler av en elektrisk ledende kullholdig substans og en mindre del av partikler av et bindestoff som blir plastisk ved en forholdsvis lav temperatur. Blandingen plaseres i formen og bringes deretter i berøring med et stempel som har en form som tilsvarer den formen som katodeelementet skal ha. Et sterkt mekanisk trykk påføres deretter stemplet, som derved sammentrykker blandingen, og en sterk elektrisk strøm passerer gjennom blandingen mens denne er under trykk. Trykket og strømmen opprettholdes inntil blandingen antar stemplets og formens form, resulterende i dannelsen av et sterkt kullelement («green carbon»). Oppvarm - ningstiden kan således være meget kort, endog så liten som et sekund eller mindre. Imidlertid må intensiteten til den elektriske strømmen og oppvarmningstiden kontrolleres, slik at temperaturen er tilstrekkelig til at det termoplastiske bindestoff skal binde seg med partiklene til det elektrisk ledende stoff og slik at temperaturen ikke heves til et punkt hvor dekom-posisjon av bindestoff et kan finne sted og at der dannes gasser. Etter at stemplet fø-res frem til det punkt som representerer dannelsen av den støpte artikkelen, slåes den elektriske strømmen av og deretter slåes trykket av og formen åpnes. Der bør være et tilstrekkelig tidsintervall mellom strøm-avbrytelsen og trykkutløsningen, slik at der tillates varme å passere fra produktet inn i formveggene, og således tillate produktet å avkjøle til under flytegrensetem-peratur. When forming the cathode cup or beaker according to the invention (either with or without a continuous central cathode element) a number of different materials can be used and a suitable manufacturing method can be used. However, according to a further object of the invention, a particularly suitable method includes the formation of a mixture consisting essentially of powdered particles of an electrically conductive carbonaceous substance and a smaller part of particles of a binder which becomes plastic at a relatively low temperature. The mixture is placed in the mold and then brought into contact with a piston having a shape corresponding to the shape that the cathode element is to have. A strong mechanical pressure is then applied to the piston, which thereby compresses the mixture, and a strong electrical current passes through the mixture while it is under pressure. The pressure and flow are maintained until the mixture assumes the shape of the stamp and mold, resulting in the formation of a strong carbon element ("green carbon"). The heating time can thus be very short, even as little as a second or less. However, the intensity of the electric current and the heating time must be controlled, so that the temperature is sufficient for the thermoplastic binder to bond with the particles of the electrically conductive material and so that the temperature is not raised to a point where decomposition of the binder can take place and that gases are formed. After the stamp is advanced to the point representing the formation of the molded article, the electric current is turned off and then the pressure is turned off and the mold is opened. There should be a sufficient time interval between the current interruption and the pressure release, so that heat is allowed to pass from the product into the mold walls, and thus allow the product to cool down to below the yield point temperature.

Ovnen vist på fig. 17 og 18 er usedvanlig vel egnet for å utføre prosessen, og denne består i en sirkelformig metallisk vegg 60, en indre overflate 61 som svarer til yttersideveggen på kullkoppen. En metallisk støpt bunn 62 er innskjøvet i det sentrale hull og er utformet i samsvar med den stengte endeveggen på kullkoppen, f. eks. en form som svarer til den stengte enden 21 på koppen vist på fig. 1. Elementet 62 kan hvis ønskes være i ett med veggen 60. Et stempelelement 63 er utformet for å passe inn i det sentrale hull i ovnsveggen 60 og er utstyrt med en sirkelformig for-lenget ende 64 som svarer i form til rommet mellom katodeelementene 20 og 22 ved koppen vist på fig. 1. Inne i stempelelementet 63 er der anbrakt et annet stempel 65 av en lengde slik at dets lavere ende vil svare til den ønskete endeposisjonen til det sentrale katodeelementet når dets øvre en-de er i flukt med toppen på stempelelementet 65. Den støpte batterikoppen er vist ved 66. En elektrisk isolerende sirkelformet ring 67 (som fortrinnsvis er laget av et keramisk materiale) adskiller stemplet 63 fra veggen 60 slik at, når elektrisk kraft tilføres stemplet 63 og veggen 60 fra en transformator 68, kan strøm ikke flyte direkte fra stemplet 63 til veggen 60 men må helt og holdent passere gjennom blandingen. The oven shown in fig. 17 and 18 are exceptionally well suited for carrying out the process, and this consists in a circular metallic wall 60, an inner surface 61 corresponding to the outer wall of the coal cup. A metallic molded base 62 is inserted into the central hole and is designed to conform to the closed end wall of the coal cup, e.g. a shape corresponding to the closed end 21 of the cup shown in fig. 1. The element 62 can, if desired, be integral with the wall 60. A piston element 63 is designed to fit into the central hole in the furnace wall 60 and is equipped with a circular elongated end 64 which corresponds in shape to the space between the cathode elements 20 and 22 at the cup shown in fig. 1. Inside the piston element 63 is placed another piston 65 of a length such that its lower end will correspond to the desired end position of the central cathode element when its upper end is flush with the top of the piston element 65. The molded battery cup is shown at 66. An electrically insulating circular ring 67 (which is preferably made of a ceramic material) separates the piston 63 from the wall 60 so that, when electrical power is supplied to the piston 63 and the wall 60 from a transformer 68, current cannot flow directly from the piston 63 to the wall 60 but must completely pass through the mixture.

Når pressen skal brukes, plaseres den riktige mengde kullblanding i formrommet som utgjøres av veggen 60 og bunnen 62. Hvis ønsket kan metallkontaktstykket 70 plaseres i formrommet før kullblandingen, hvorved det vil bindes til blandingen under støpningen. Metallkontakten kan fortrinnsvis være et for-formet stykke eller det kan være et glatt bunnstykke som vil bringes i samsvar med den ønskete form ved hjelp av trykket som utøves gjennom blandingen. Hvis ønsket, kan en ring av plastic eller metall, slik som vist ved hen-visningstallet 71, men dette kan være av enhver annen ønsket form, kan også forbindes til kullet under støpningen. Ringen 71 kan lages f. eks. av celluloseacetat. En slik for-formet ring plaseres på skulderen og rundt stemplet 65 slik at det vil gå sammen med og bindes til blandingen når blandingen presses opp mot stemplets skulder. En slik ring kan anvendes for å beskytte toppkanten på kullelementet eller bidra til dannelsen av et segl for cellen. En fore-trukket form for en slik ring er den riflete plastringen 71 som omslutter hele toppkanten på kullelementet og beskytter dette fra å flikes opp eller brekke under hånd-teringen eller under battericellens sammensetning. When the press is to be used, the correct amount of coal mixture is placed in the mold space formed by the wall 60 and the bottom 62. If desired, the metal contact piece 70 can be placed in the mold space before the coal mixture, whereby it will bind to the mixture during casting. The metal contact can preferably be a pre-shaped piece or it can be a smooth bottom piece which will be brought into accordance with the desired shape by means of the pressure exerted through the mixture. If desired, a ring of plastic or metal, as shown at reference numeral 71, but this may be of any other desired shape, may also be connected to the coal during casting. The ring 71 can be made e.g. of cellulose acetate. Such a pre-formed ring is placed on the shoulder and around the piston 65 so that it will merge with and bond to the mixture when the mixture is pressed up against the shoulder of the piston. Such a ring can be used to protect the top edge of the coal element or contribute to the formation of a seal for the cell. A preferred form of such a ring is the fluted plastic ring 71 which encloses the entire top edge of the carbon element and protects this from being split open or broken during handling or during the composition of the battery cell.

Etter at formen er blitt satt sammen med blandingen og stemplene på plass, plaseres den i en presse hvor formen hviler på og er i elektrisk kontakt med den nedre platen på pressen, som videre forbindes til en av kontaktene på transformatoren 68. Derved dannes en elektrisk forbindelse med bunnen av formen 62 og veggen 60. Den øvre platen på pressen, som er elektrisk isolert fra resten av pressen og som er forbundet til den andre kontakten på transformatoren, bringes i elektrisk kontakt med stempelelementet 63. Trykk tilføres deretter ved hjelp av pressen og stemplet 65 kommer i kontakt med blandingen. Blandingen vil begynne å ta form av stemplets form og formens vegger, men vil ikke 2 fullstendig anta denne form før blandin- r gen opphetes. Trykket holdes deretter ved- I like og elektrisk strøm tilføres fra trans- i formatoren 68. Når strømmen tilføres eller c påsettes, passerer den gjennom blandingen c som er anbrakt mellom stemplet og form- 1 veggene som vist ved pilene på fig. 17. i Blandingen blir herved bløt av den utvik-lete varmen som oppstår p.g.a. strømmens 1 gjennomgang og antar nøyaktig støpefor- i mens form. Når blandingen begynner å bli ] bløt, vil stemplet 63 bevege seg videre inn After the mold has been assembled with the mixture and the stamps in place, it is placed in a press where the mold rests on and is in electrical contact with the lower plate of the press, which is further connected to one of the contacts on the transformer 68. Thereby an electrical connection with the bottom of the mold 62 and the wall 60. The upper plate of the press, which is electrically isolated from the rest of the press and which is connected to the second contact of the transformer, is brought into electrical contact with the piston element 63. Pressure is then applied by means of the press and the piston 65 contacts the mixture. The mixture will begin to take the shape of the stamp's shape and the walls of the mold, but will not completely assume this shape until the mixture is heated. The pressure is then maintained and electric current is supplied from the transformer 68. When the current is supplied or applied, it passes through the mixture c placed between the piston and the mold walls as shown by the arrows in fig. 17. i The mixture is thereby softened by the heat developed due to the current's 1 passage and assumes the exact casting for- meanwhile shape. As the mixture begins to become ] soft, the piston 63 will move further in

i formen til den avsluttende stilling som vist, og blandingen vil presses opp i den sentrale romdel og mot det andre stemplet 65, som videre vil presses oppover inntil det berører den øvre platen på pressen. Tilføringstiden for trykk og strøm vil variere med deres størrelser og med de anvendte råmaterialer. Med en stempeldia-meter på 27 mm og et totalt hydraulisk til-ført trykk til stemplet på 9000 kg og en strøm på 1200 Amp., ble en tid av 1 min. funnet tilfredsstillende til å fremstille en batterikopp med 31 mm utvendig diameter av typen vist på fig. 1, idet en anvendte en blanding bestående av 5 % kjønnrøk, 23 % in the form to the final position as shown, and the mixture will be forced up into the central chamber and towards the second piston 65, which will further be forced upwards until it touches the upper plate of the press. The supply time for pressure and current will vary with their sizes and with the raw materials used. With a piston diameter of 27 mm and a total hydraulic pressure applied to the piston of 9000 kg and a current of 1200 Amp., a time of 1 min. found satisfactory to produce a battery cup with 31 mm external diameter of the type shown in fig. 1, using a mixture consisting of 5% black smoke, 23%

bek (smeltepunkt 105° C) og 72% elektrisk smelteovngrafit (elektrodeavfallsma-teriale). Etter at stemplet inntar sin slutt-stilling, avbrytes den elektriske strømmen, og varmen fra den støpte gjenstanden vil raskt strømme inn i formens metalldeler, som kan avkjøles av en væskestrøm gjennom passende kanaler som kan anvendes når formen anvendes for massefabrika-sjon, og gjenstanden vil stivne. Trykket slåes deretter av og formen fjernes fra pressen. Formlegemet 60 holdes deretter fast og trykk utøves gjennom åpningen i bunnplaten 72 mot formbunnen 62 for å presse den støpte koppen 66, sammen med stempelelementet 63, oppover og ut av formen. Stempelelementet 63 holdes deretter fast og press utøves mot det annet stempel 65 for således å tilføre trykk mot den sentrale katoden på koppen 66 og presse hele koppen av stemplet 63. Det vil også forstås at andre fremstillingsdetaljer også kan anvendes og metoden er usedvanlig vel egnet for sterkt mekanisert og automatisk fremstilling. Det vil også være klart for fagfolk at støpemetoden er usedvanlig vel egnet for å kombineres med mekanisk sammensetning av battericeller. pitch (melting point 105° C) and 72% electric furnace graphite (electrode waste material). After the piston takes its final position, the electric current is cut off, and the heat from the molded article will quickly flow into the metal parts of the mold, which can be cooled by a flow of liquid through suitable channels that can be used when the mold is used for mass fabrication, and the article will harden. The pressure is then turned off and the mold is removed from the press. The mold body 60 is then held firmly and pressure is exerted through the opening in the bottom plate 72 against the mold bottom 62 to press the molded cup 66, together with the piston element 63, upwards and out of the mold. The piston element 63 is then held firmly and pressure is exerted against the second piston 65 so as to apply pressure against the central cathode of the cup 66 and press the entire cup off the piston 63. It will also be understood that other manufacturing details can also be used and the method is exceptionally well suited for highly mechanized and automatic manufacturing. It will also be clear to those skilled in the art that the casting method is exceptionally well suited to be combined with the mechanical assembly of battery cells.

Andre blandinger som er blitt funnet tilfredsstillende, inkluderer 15,6 % bek sammen med 39 % elektrisk smelteovnsgrafit, 5,4% kjønnrøk og 40% naturell graf it; 75% calcinert petroleumskoks og 25 % bek; og 20 % fenolformaldehyd støpe-pulver og 80 % elektrisk smelteovnsgrafit. En tilfredsstillende kopp ble også fremstilt av en blanding bestående av 40 % mangandioksyd (Mn02), 3% kjønnrøk, 13,8% bek og 43,2 % elektrisk smelteovnsgrafit. Denne blandngen kan justeres som ønsket for å variere koppens elektriske og fysiske egenskaper. Imidlertid bestemmes andelen av bindemateriale av kravene til koppens led-ningsevne. Ved primære batterier vil koppens motstand normalt være fra 8 til 295 x 10-^ohm-cm. De ovenfor nevnte blandinger er angitt ved vektsprosent. Other mixtures that have been found satisfactory include 15.6% pitch along with 39% electric furnace graphite, 5.4% carbon black and 40% natural graphite; 75% calcined petroleum coke and 25% pitch; and 20% phenol formaldehyde casting powder and 80% electric furnace graphite. A satisfactory cup was also produced from a mixture consisting of 40% manganese dioxide (MnO 2 ), 3% carbon black, 13.8% pitch and 43.2% electric furnace graphite. This mixture can be adjusted as desired to vary the cup's electrical and physical properties. However, the proportion of binding material is determined by the requirements for the cup's conductivity. In the case of primary batteries, the resistance of the cup will normally be from 8 to 295 x 10-^ohm-cm. The above-mentioned mixtures are indicated by weight percentage.

Det er blitt fremholdt tidligere i beskrivelsen at det sentrale katodeelement It has been stated earlier in the description that the central cathode element

ved batteriet ifølge oppfinnelsen ikke be-høver å være i ett med kullkoppen. Hvis ønskes, kan det sentrale katodeelement f or-formes og plaseres i formen hvor kopp-elementet skal formes slik at det vil bindes fast sammen med bunnen på koppen. Ved ovnen vist på fig. 17 kunne således det sentrale katodeelement innskyves slik at når trykk og strøm tilføres, vil det sentrale katodeelement bindes fast sammen til bunnen på koppen. Alternativt kan det sentrale katodeelement utformes av en blan- in the case of the battery according to the invention does not need to be in one with the coal cup. If desired, the central cathode element can be shaped and placed in the mold where the cup element is to be shaped so that it will be firmly bonded together with the bottom of the cup. In the case of the furnace shown in fig. 17, the central cathode element could thus be pushed in so that when pressure and current are applied, the central cathode element will be firmly tied together to the bottom of the cup. Alternatively, the central cathode element can be designed from a mix

ding som er forskjellig fra blandingen anvendt for koppelementet, slik at det sentrale katodeelement vil få forskjellige elektriske motstandsegenskaper. For dette formål — etter at stemplet er blitt innskjøvet, men før strømmen tilføres eller vesentlig trykk tilføres, kunne blandingen for det sentrale katodeelement innskyves gjennom et passende hull i stemplet. Denne åpning ding which is different from the mixture used for the coupling element, so that the central cathode element will have different electrical resistance characteristics. For this purpose — after the piston has been inserted, but before the current is applied or significant pressure is applied, the mixture for the central cathode element could be inserted through a suitable hole in the piston. This opening

kan deretter plugges igjen og fremstillin-gen fortsette som før. En viktig fordel som oppnås ved å ha det sentrale katodeelement press-støpt til koppens bunn, er reduksjo-nen av kontaktmotstand mellom de to katodeelementer. Presning av koppens bunn, til en metallhette (24 på fig. 3) reduserer likeledes kontaktmotstanden. Produktet fremstilles med metoden og ovnen ifølge oppfinnelsen, idet en anvender materialer som er vanlige ved dannelsen av gjenstan-der av såkalt «grønt kull», også kalt «rå-kull» ved ekstrusjon eller presning, er usedvanlig vel egnet for batterikopper. Ved riktig valg og blandingsforhold av binde-stoffet og de elektrisk ledende komponen-ter kan en meget ledende kopp fremstilles, som er ugjenomtrengelig for elektrolytten og tilstrekkelig upåvirkelig overfor vanndamp og således hindre at batteriet tørrer når det lagres eller i brukstiden, og er også sterkt nok til å danne en selvbærende beholder som kan anvendes uten forsterk-ninger eller en ytre mantel. can then be plugged in again and production can continue as before. An important advantage achieved by having the central cathode element pressure-molded to the bottom of the cup is the reduction of contact resistance between the two cathode elements. Pressing the bottom of the cup to a metal cap (24 in fig. 3) also reduces the contact resistance. The product is produced with the method and oven according to the invention, using materials that are common in the formation of objects of so-called "green coal", also called "raw coal" by extrusion or pressing, are exceptionally well suited for battery cups. With the right choice and mixing ratio of the binder and the electrically conductive components, a highly conductive cup can be produced, which is impermeable to the electrolyte and sufficiently unaffected by water vapor and thus prevents the battery from drying out when it is stored or during use, and is also strong enough to form a self-supporting container that can be used without reinforcements or an outer jacket.

Batterikopper av såkalt «grønt kull» er hittil ikke blitt anvendt som katodiske beholdere for tørcellebatterier, og det er antatt at slike kopper fremstillet med metoden og ovnen ifølge oppfinnelsen er ene-stående ved deres kombinasjon av elektriske og fysiske egenskaper. Ikke desto mindre skal det forstås at batterikopper av «grønt kull» og som har de ønskete egenskaper og som er fremstilt av en hvilken som helst annen metode, ville falle innenfor området for den foreliggende oppfinnelse. Battery cups made of so-called "green coal" have not so far been used as cathodic containers for dry cell batteries, and it is believed that such cups produced with the method and oven according to the invention are unique in their combination of electrical and physical properties. Nevertheless, it should be understood that "green coal" battery cups having the desired properties and produced by any other method would fall within the scope of the present invention.

Pressemetoden og ovnen ifølge oppfinnelsen er spesielt brukbare ved fremstillin-gen av katodekopper av batteriet ifølge oppfinnelsen. The press method and the oven according to the invention are particularly useful in the production of cathode cups of the battery according to the invention.

Prinsippene ved oppfinnelsen er også anvendelige for kvadratiske eller rektangulære batterikonstruksjoner hvor konsen-triske men kvadratiske eller rektangulære elementer er brukt for anoden og katodene. The principles of the invention are also applicable to square or rectangular battery constructions where concentric but square or rectangular elements are used for the anode and cathodes.

For å utjevne eller utligne forbruket av elektrolytt på begge sider av anoden i batteriet ifølge oppfinnelsen kan anoden utstyres med en eller flere åpninger eller per-foreringer. Slissen (fig. 7) tjener dette formål. Siden metallanoden ikke danner noen del av batteribeholderen, er batteriet ifølge oppfinnelsen tett, selv med en perforert eller oppsplittet anode. In order to equalize the consumption of electrolyte on both sides of the anode in the battery according to the invention, the anode can be equipped with one or more openings or perforations. The slot (fig. 7) serves this purpose. Since the metal anode forms no part of the battery container, the battery according to the invention is tight, even with a perforated or split anode.

Den lave motstanden til det kullholdige materiale, det store ledende areale ved kullelektroden, og den lille anode/katode-avstanden ved batteriet ifølge oppfinnelsen, fremviser en lav indre motstand. Dette muliggjør bruken av en batteriblanding med forholdsvis høy motstand, som f. eks. en blanding med forholdvis mer mangandioksyd og mindre kjønnrøk (sort acetylen) enn som er vanlig. M.a.o. battericellen iføl-ge oppfinnelsen kan inneholde mer aktivt materiale enn som er vanlig. The low resistance of the carbon-containing material, the large conductive area at the carbon electrode, and the small anode/cathode distance of the battery according to the invention, exhibit a low internal resistance. This enables the use of a battery mixture with relatively high resistance, such as e.g. a mixture with relatively more manganese dioxide and less black smoke (black acetylene) than is usual. m.a.o. the battery cell according to the invention can contain more active material than is usual.

Fig. 21 og 22 illustrerer en ytterligere katodekonstruksjon ifølge oppfinnelsen. Ved denne modifiserte utførelsesform av oppfinnelsen består kullkatodekonstruk-sjonen av en sylindrisk ytre vegg 80, en stengt ende 81 og et sentralt katodestang-lignende element 82. Omsluttende ytter-veggen 80 er der anbrakt et metallisk skall 83, som kan være laget av ethvert passende ledende metall, som f. eks. sink, og er fortrinnsvis formet i ett stykke med endehetten 84, som er utformet til å omslutte den stengte enden 81 ved kullkatodekonstruk-sjonen og som kan være formet som vist på fig. 3. Skallet 83 strekker seg fortrinnsvis under enden på det sylindriske katodeelement 80, som vist, og er ved et sammen- Fig. 21 and 22 illustrate a further cathode construction according to the invention. In this modified embodiment of the invention, the carbon cathode construction consists of a cylindrical outer wall 80, a closed end 81 and a central cathode rod-like element 82. Surrounding the outer wall 80 is placed a metallic shell 83, which can be made of any suitable conductive metal, such as e.g. zinc, and is preferably formed in one piece with the end cap 84, which is designed to enclose the closed end 81 of the carbon cathode construction and which may be shaped as shown in fig. 3. The shell 83 preferably extends below the end of the cylindrical cathode element 80, as shown, and is at a joint

satt batteri isolert fra batteriets negative kontakt, som vil være forbundet til den sylindriske anodekonstruksjon som er satt imellom det ytre og det indre katodeelement (80 og 82). Det sentrale katodeelement 82 kan utstyres med en sentral langsgående ledende metallstang 85, som kan være i ett med eller passende sveiset eller på annen måte ledende forbundet til endehetten 84. set battery isolated from the battery's negative contact, which will be connected to the cylindrical anode structure placed between the outer and inner cathode elements (80 and 82). The central cathode element 82 may be provided with a central longitudinal conductive metal rod 85, which may be integral with or suitably welded or otherwise conductively connected to the end cap 84.

Det metalliske skall 83 og den metalliske stang 85 oppviser to prinsipale funk-sjoner. For det første viser de motstanden ved batteriets katodeelementer, siden en forholdsvis liten del av den ledende vei vil gå gjennom kullet, idet den største delen av den ledende vei vil gå gjennom de metalliske elementer. Denne konstruksjon er funnet av stor praktisk verdi ved å øke batteriets livstid, spesielt ved sterkstrøms-anvendelser, f. eks. fotoblitzlamper, og ved å fremvise andre driftsmessige fordeler. Metallskallet og stangen øker også kon-struksjonsstyrken og øker batteriets evne til å tåle støt. The metallic shell 83 and the metallic rod 85 have two principal functions. Firstly, they show the resistance at the cathode elements of the battery, since a relatively small part of the conductive path will pass through the coal, the largest part of the conductive path will pass through the metallic elements. This construction has been found to be of great practical value by increasing the battery's lifetime, especially in high-current applications, e.g. photoflash lamps, and by demonstrating other operational advantages. The metal shell and rod also increase structural strength and increase the battery's ability to withstand shock.

Det er ønskelig at kontaktmotstanden mellom katoden 80 og det metalliske skall 83 og mellom katodeelementet 82 og den metalliske stang 85 er så lav som mulig for å øke den elektriske strømmen gjennom metalldelene i stedet gjennom de langsgående kullkatodeelementene. For dette øyemed er kullkatodeelementene fortrinnsvis forbundet med metallelementene, idet denne forbindelsen kan utføres samtidig med dannelsen av katodeelementene, i samsvar med prosessen ifølge oppfinnelsen. It is desirable that the contact resistance between the cathode 80 and the metallic shell 83 and between the cathode element 82 and the metallic rod 85 be as low as possible to increase the electric current through the metal parts instead of through the longitudinal carbon cathode elements. For this purpose, the carbon cathode elements are preferably connected to the metal elements, as this connection can be carried out simultaneously with the formation of the cathode elements, in accordance with the process according to the invention.

Skallet 83 og endehetten 84 ligner i sin oppbygning sinkkatodeelementet ved de vanlige tørrcellebatterier og kan, hvis ønsket, fremstilles på samme måte som vanlig for slike sinkkatodeelementer. Den sentrale metalliske stangen 85 kan dannes samtidig med skallet 83, eller kan formes særskilt og festes på passende måte til endehetten 84. Det skal forståes at skallet 83 kan anvendes uten stangen 85 og at stangen 85, som er festet til endehetten som vist på fig. 3, eller til et lignende element, og kan anvendes uten skallet 83. The shell 83 and the end cap 84 are similar in structure to the zinc cathode element of the usual dry cell batteries and can, if desired, be produced in the same way as usual for such zinc cathode elements. The central metallic rod 85 can be formed at the same time as the shell 83, or can be formed separately and attached in a suitable manner to the end cap 84. It should be understood that the shell 83 can be used without the rod 85 and that the rod 85, which is attached to the end cap as shown in fig. . 3, or to a similar element, and can be used without the shell 83.

Prosessen og ovnen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å utføre de ovenfor nevnte sammenbindinger. For dette øyemed kan et for-formet skall, endehetten og den sentrale stang (hvis brukt) innskyves i formrommet innenfor veggen 60 på ovnen som vist på fig. 17. En passende charge kan deretter plaseres inne i skallet 83 og katodekonstruksjonen formes på samme måte som tidligere beskrevet ved å anvende trykk og elektrisk strøm. Strømgjennomgangen The process and oven according to the invention can be used to carry out the above-mentioned connections. For this purpose, a pre-formed shell, end cap and central rod (if used) can be inserted into the mold space within the wall 60 of the furnace as shown in fig. 17. A suitable charge can then be placed inside the shell 83 and the cathode structure shaped in the same way as previously described by applying pressure and electric current. The power review

gjennom blandingen og gjennom metall - through the mixture and through metal -

skallet og endehetten vil samtidig bevirke the shell and the end cap will simultaneously effect

dannelsen av katodekonstruksjonen og the formation of the cathode structure and

binding av metallelementene til de resp. binding of the metal elements to the resp.

kullkatodeelementer (som tidligere beskrevet i forbindelse med endehetten alene), carbon cathode elements (as previously described in connection with the end cap alone),

og derved fremstille en samlet konstruk-sjonsenhet med liten eller ingen innvendig and thereby produce an overall structural unit with little or no interior

kontaktmotstand og med meget stor mekanisk styrke. Det vil være klart at denne contact resistance and with very high mechanical strength. It will be clear that this one

form oppfinnelsen er like anvendelig for form the invention is equally applicable to

konstruksjoner hvor det sentrale katodeelement ikke er i ett med det ytre katodeelement, f. eks. som en konstruksjon vist constructions where the central cathode element is not one with the outer cathode element, e.g. as a construction shown

på fig. 5. on fig. 5.

For å forenkle fremstillingsteknikken To simplify the manufacturing technique

kan det være ønskelig under visse omsten-digheter å danne metallskallet og ende-hettekonstruksjonen i en form og deretter it may be desirable under certain circumstances to form the metal shell and end cap structure in a mold and then

uten å fjerne denne konstruksjon fra formen å plasere deri en charge av passende without removing this construction from the mold to place therein a charge of appropriate

kullholdige materialer og deretter forme carbonaceous materials and then form

kullkatoden inne i skallet som beskrevet. the carbon cathode inside the shell as described.

Claims

1. Primary battery with a first carbon-containing cathode arranged generally concentrically around a second carbon-containing cathode

and electrically connected to this, and an anode placed between the cathodes and largely concentric with these, characterized in that the first cathode is self-supporting and cup-shaped, and that the second cathode is designed as a rod that protrudes from the bottom of the cup, and that extends along the longitudinal axis of the cup.

2. Battery as stated in claim 1, characterized in that the second cathode is continuous with the first cathode.

3. Battery as stated in claim 1, characterized in that the second cathode is formed of a different carbonaceous material than the first cathode.

4. Battery as stated in any one of claims 1-3, characterized in that the diameter of the anode is chosen so that the anode is placed at substantially equal distances from the two cathodes.

5. Battery as stated in any one of claims 1-3, characterized in that the diameter of the anode is chosen so that the spaces between the anode and each of the cathodes have substantially the same volume.

6. Battery as stated in any one of claims 1-5, characterized in that the anode has a sealing bottom which forms the negative contact of the battery, and which serves in part as a fence for the open end of the cup cathode.

7. Battery as stated in any of claims 1-6, characterized in that the second cathode is provided with a longitudinal hole, a conductive metal element being placed in and partially filling the hole.

8. Battery as set forth in any one of claims 1-7, characterized in that the anode is provided with one or more openings to allow circulation of liquid between the opposite sides of the anode.

9. A battery as set forth in any one of claims 1-8, designed as a dry cell, characterized in that a depolarizer mixture of electrolyte is placed between the anode and the cathodes and that a spongy material coated on both sides of the anode directly prevents contact between the anode and the mixture.