NO126826B - - Google Patents

Description

Tett motspenningscelle eller alkalisk akkumulator og fremgangsmåte for fremstilling av slike.

Det er kjent at det er mulig å fremstille tette motspenningsceller eller alka-liske akkumulatorer ved å bruke mikro-porøse plater, spesielt frittete plater, ved mellom disse plater å anbringe tynne mem-branaktige separatorer og å legge de flater som vender mot hverandre på disse plater tett mot de mellomliggende separatorer.

Foreliggende oppfinnelse angår en motspenningscelle eller akkumulator som er varig tett overfor gass og væske og som består av positive og negative plater av frittet metall som er stablet avvekslende under mellomlegg av tynne membraner av isolasjonsmaterial som inneholder elektrolytt, idet denne stabel er nnesluttet i en tett eske.

I en slik celle med flere positive plater

og flere negative plater, er det nødvendig å forbinde alle de positive plater og alle de negative plater ved hjelp av forbindelser inne i den tette boks, slik at de forbindes med hver sin av de deler av boksen som danner utgangsklemmene for cellen. Disse forbindelser må under ingen omsten-dighet komme i elektrisk kontakt med de innvendige vegger i boksen da ellers ele-mentet ville kortsluttes og bli ubrukelig. Inne i boksen kan det følgelig ikke brukes noen parallell anordning av platene med en og samme polaritet ved hjelp av strimler.

En tett alkalisk akkumulator stiller

også et ekstra problem. I en slik akkumulator er det nødvendig at de elektrokjemiske utvekslinger, dvs. elektrolyse-feno-

mener, foregår bare mellom deler som ligger overfor hverandre av plater med motsatte polariteter. Det er under denne betingelse at frigjøring av gass unngås og at akkumulatoren kan fungere uten å eks-plodere.

I henhold til oppfinnelsen er alle disse problemer løst samtidig ved at den positive elektrode og den negative elektrode

hver utgjøres av flere plater som er forbundet med hverandre i serie ved hjelp av

strimler som er ombøyet og strekker seg

fra en plate til den neste, idet strimlene såvel som kantene av platene er dekket med isolerende lakk, mens de ytre plater i stabelen har motsatte polariteter og alle

platene er trykket elastisk mot hverandre av de ledende endevegger i en eske som er dannet av en bunn og et lokk som er isolert fra hverandre og forbundet med en tett skjøt, idet de ytre plater er ledende forbundet med disse endevegger.

Alle de plater som hører til ett sett er således elektrisk forbundet gjennom strimlene som dog, da de er belagt med isola-sjonsstoff ikke deltar i de elektro-kjemiske reaksjoner.

Platene i samme sett, som alle er like, kan ha vilkårlig omkretsform. Fortrinnsvis er de negative plater, som har samme form som de positive, litt større slik at de raker utenfor langs hele omkretsen. De negative plater kan dessuten være tykkere enn de positive.

Derved får de negative plater en større kapasitet enn de positive, noe som på kjent måte forsinker utviklingen av vannstoff og, dessuten, kan de partier av de negative plater som raker utenfor de positive binde det fri vannstoff som ellers kunne unnslippe fra mellomrommet mellom platene.

I en fordelaktig utførelsesform for oppfinnelsen hvor akkumulatoren er innesluttet i en metalleske i to deler som er iskilt ved hjelp av en tett og isolerende skjøt og både esken og platen har sirkel-form, er det mellom minst en endeplate i stabelen og den tilsvarende flate på eskeveggen anordet en buet skive av ledende og elastisk material hvis konvekse parti ligger mot stabelen, og kantene av det konkave parti mot den indre kant av den tilsvarende eskevegg, idet skiven er forsynt med radiale utskjæringer.

Hermed oppnås god berøring mellom den, indre flate i topp og bunn og de ytterste plater og dessuten at det foreligger et per-manent trykk på stabelen som sikrer en tett berøring mellom platene og separatorene, et trykk som, som bekjent, er en uomgjengelig betingelse for at det ikke skal utvikles gass.

Ved fremstillingen av de tette motspenningsceller eller akkumulatorer i henhold til oppfinnelsen, er det nødvendig å fremstille et meget stort antall rondeller som består av fiberlag som kan klebes sammen i det øyeblikk de skal brukes. I henhold til oppfinnelsen blir det herunder av to ark som hvert består av en metallkjerne som på begge sider har et lag frittet metall, eventuelt impregnert med aktivt material, skåret ut en rekke plater, dannet en kjede ved at det mellom dem anbringes en bar forbindelsesstrimmel. Flere slike platesett legges nøyaktig på hverandre og deretter sprøytes en tåke av isolerende lakk mot den stabel som derved er dannet.

Under henvisning til vedføyde teg-ninger skal det nå, rent eksempelvis be-skrives hvorledes oppfinnelsen kan brin-ges til utførelse. Fig. 1 viser et perspektivriss av et sett med to plater for en akkumulator i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser hvorledes elektrodene be-legges med en isolerende lakk. Fig. 3 viser skjematisk stablingen av elektroder utført med to sett plater. Fig. 4 viser et snitt gjennom en akkumulator. Fig. 5 viser et grunnriss av en skive som danner den fjær som skal legges inn. i esken for cellen eller akkumulatoren. Fig. 6 viser et snitt etter linjen VI—

VI i fig. 5.

Fig. 7 viser et snitt i likhet med fig. 4

gjennom en ferdig celle eller akkumulator.

Platene 1 i et platesett, f. eks. de negative elektroder, er skåret ut av et ark som består av en perforert metallkjerne 2 som er dekket på begge sider med frittet metall.

I det utførelseseksempel som er vist, er platene sirkelformete og to og to er forbundet ved hjelp av en strimmel 3. Det er også mulig på denne måten å fremstille en lengre rekke plater som senere skal brettes i sikksak.

Etter utskjæringen blir strimmelen eller strimlene 3 skrapt for å fjerne lagene av frittet metall slik at kjernen blir bar i det ark hvorav elektrodesettene er skåret ut. Denne kjerne kan være et metallgitter eller, fortrinnsvis, et tynt, perforert blikk. Det kan også brukes en kjerne som er skåret ut slik som vist i fig. 1, dvs. som består av en rekke sirkelformete deler som er innbyrdes forbundet til en kjede ved hjelp av strimler 3 og påføre frittet metall bare på de sirkelformete deler slik at det ikke er nødvendig å skrape de strimler som forbinder disse.

De elektrodesett som er oppnådd på denne måten blir deretter lagt på hverandre, slik som vist i fig. 2 og dekket med en plate 4 som helt dekker den øvre flate på det siste sett i stabelen.

Deretter sprøytes en tåke av isolerende lakk på stabelen, f. eks. ved hjelp av en pistol. På denne måten blir spaltene mellom platene 1 dekket med lakk og like-ledes de to sider av strimlene 3 da disse ikke er i berøring med hverandre da de jo er gjort bare.

Etter tørking blir de to platesett, dvs. et positivt sett som omfatter plater 5 og et negativt sett som omfatter plater 1, brettet sammen i sikksak, slik at en positiv plate alltid kommer mellom to negative plater og omvendt. Mellom alle flater som vender mot hverandre blir det anbragt rondeller 6 som raker utenfor og som består av f. eks. cellulosematerial og som utgjør separatorene.

Mindre fordelaktig kan det også av et ark av frittet metall skjæres ut plater uten forbindelsesstrimler og disse plater kan forbindes i rekke ved hjelp av bøyler som er dannet av metallband hvis ender blir loddet eller på annen måte forbundet med platene.

I dette tilfelle er det imidlertid nød-vendig at disse loddinger eller forbindelser ikke endrer plateoverflaten slik at den tette sammenlegging av denne flate mot separatoren sjeneres.

Deretter blir kantene av platene og bøylene påny dekket med isolerende lakk, slik ,som beskrevet ovenfor.

Når det gjelder akkumulatorer blir platene 1 og 5 fortrinnsvis skåret ut av ark som på forhånd er impregnert med aktivt negativt og positivt material. Når det gjelder celler er det ikke absolutt nødvendig at arkene er impregnert med aktivt material. Deretter blir platene mettet med elektrolytt og under sammenbrettingen blir noen ekstra dråper elektrolytt anbragt på de rondeller som danner separatorene slik at disse blir passe fuktige.

Det vil legges merke til at da platene 1 er negative raker de utenfor kantene av de positive plater 5.

For å muliggjøre brettingen i sikksakk er strimlene 7, eller de tilsvarende bøyler, som forbinder to og to positive plater 5 anordnet i et annet diametralplan enn de strimler 3, eller bøyler, som forbinder to og to negative plater 1.

Den enhet som er vist i fig. 3 kan anbringes i en vilkårlig, tett eske som omfatter to ledende organer som er isolert i forhold til hverandre og som legger seg mot de ytterste plater la og 5a for å sikre at de to sider av hver separator ligger mot de flater som vender mot hverandre på plater med motsatt polaritet.

Fig. 4 viser et utførelseseksempel på en liten akkumulator som er fremstilt på denne måte.

Denne akkumulator omfatter fire plater : to positive plater 5a og 5b og to negative plater la og lb. I dette tilfelle omfatter hvert platesett bare en strimmel: 3 for de negative og 7 for de positive plater. Stabelen omfatter tre separatorer 6 som kan være rondeller slik som allerede angitt eller, eventuelt, rondeller som er forbundet i rekke slik som selve platene.

Det hele er innesluttet i en eske som omfatter en bunn 8 og et lokk 9 som er forbundet tett og isolerende med hverandre gjennom en fuge 10. Denne fuge har et stort sett U-formet tverrsnitt, den omslutter kanten av bunnen 8 som omfatter et parti 8a med form som en avkortet kjegle. Kanten 9a på lokket er brettet inn mot dette kjegleformete parti for å klem-me inn den ytre kant av fugen. Innbret-tingen, som er oppnådd ved innfalsing, har den dobbelte fordel at den sikrer et anleggs-trykk mellom platene og separatorene og at den danner en slags trykkfast fuge. Hvis det skulle oppstå et gasstrykk inne i esken vil nemlig dette bevirke at den ytre kant av fugen klemmes godt fast mellom partiet 8a og den innbrettede kant 9a.

At akkumulatoren er tett er faktisk en uomgjengelig betingelse for at den skal arbeide tilfredsstillende. Hvis nemlig noe elektrolytt kan fordampe, eller hvis gass som skyldes den elektrokjemiske spalting av denne elektrolytt fikk unnslippe fra esken, ville akkumulatoren gradvis miste kapasitet.

Et spor 9b, som er oppnådd ved rilling, kan med fordel være anordnet for ved omkretsen av lokket å danne et sete for bret-ten av fugen 10 som omslutter kanten av bunnen.

Skiven 12, som er vist i fig. 5 og 6 er sirkelformet og er utskåret med fire uttag-ninger som ligger 90° forskjøvet i forhold tii hverandre og som fortrinnsvis har form som sirkelbuer som er litt lengre enn en halvsirkel, slik at midtpartiene 12a av gre-nene i det kors som derved er utskåret i skiven er smalere enn de partier 12d som er beholdt langs kanten.

Denne skiven er buet, fortrinnsvis på en slik måte at midtpartiet 12b holdes til-nærmet plant, mens korsgrenene er krum-met.

Som vist i fig. 7 er en skive av denne art anbragt mellom Innsiden av lokket 8 i en eske og stabelen av plater og separatorer som inneholdes i denne eske.

Midtpartiet 12b av skiven er i berøring med stabelen, mens kanten av skiven legger seg mot omkretsen av lokket, d. v. s. langs den stiveste del av dette.

På denne måten sikres et parmanent elastisk trykk inne i esken som holder de negative plater la og lb og de positive plater 5a og 5b, med mellomlagte separatorer 6 tett mot hverandre.

Skiven 12 sikrer også en god elektrisk forbindelse mellom en ytterflate på stabelen og den indre flate på det eske-element som vender mot denne.

En lignende skive kan også være anordnet i bunnen 8 av esken.

Claims (6)

1. Motspenningscelle eller akkumulator som er varig tett ovenfor gass og væske og som består av positive og negative plater av frittet metall som er stablet avvekslende under mellomlegg av tynne membraner av isolasjonsmaterial som inneholder elektrolytt, idet denne stabel er innesluttet i en tett eske, karakterisert ved at den positive elektrode (5) og den negative elektrode (1)

hver utgjøres av flere plater som er forbundet med hverandre i serie ved hjelp av strimler (3) som er ombøyet og strekker seg fra en plate til den neste, idet strimlene (3) såvel som kantene av platene er dekket med isolerende lakk, mens de ytre plater (la, 5a) i stabelen har motsatte polariteter og alle platene er trykket elastisk mot hverandre av de ledende endevegger i en eske som er dannet av en bunn og et lokk (8, 9) som er isolert fra hverandre og forbundet med en tett skjøt (10), idet de ytre plater (la, 5a) er ledende forbundet med disse endevegger.

2. Celle eller akkumulator som angitt i påstand 1, karakterisert ved at alle de positive plater (5) og alle de negative plater (1) er skåret ut av et ark (2) av perforert metall som er dekket på begge sider med et lag av frittet metall der hvor platene skjæres ut, idet de forbindelsesstrimler (3) som forbinder på hverandre følgende plater med hverandre utgjøres av et ikke belagt parti av arket, mens de plater som er skåret ut på denne måten er lagt på hverandre ved sikk-sakk-bretting av strimlene.

3. Celle eller akkumulator som angitt i påstand 1, karakterisert ved at de negative plater (1) har samme form som de positive plater (5), men er større enn disse, slik at de raker utenfor disse langs hele omkretsen.

4. Celle eller akkumulator som angitt i påstand 1, karakterisert ved at de nega tive plater (1) er tykkere enn de positive plater (5).

5. Celle eller akkumulator som angitt i påstand 1, hvor esken og platene har sir-kelform, karakterisert ved at det mellom minst en endeplate (la, 5a) i stabelen og den tilsvarende flate på eskeveggen (8, 9) er anordnet en buet skive (12) av ledende og elastisk material hvis konvekse parti (12b) ligger mot stabelen, og kantene (12d) av det konkave parti mot den indre kant av den tilsvarende eskevegg, idet skiven er forsynt med radiale utskjæringer (12a).

6. Fremgangsmåte for fremstilling av et platesett for en celle eller akkumulator som angitt i påstand 1—5, karakterisert ved at det av to ark som hvert består av en metallkjerne som på begge sider har et lag frittet metall, eventuelt impregnert med aktivt material, skjæres ut en rekke plater, at det dannes en kjede ved at det mellom dem anbringes en bar forbindelsesstrimmel, at flere slike platesett leggges nøyaktig på hverandre og at det deretter sprøytes en tåke av isolerende lakk mot den stabel som derved er dannet.