NO127644B

NO127644B -

Info

Publication number: NO127644B
Application number: NO01586/69A
Authority: NO
Inventors: S Atlung
Original assignee: Hellesens As
Priority date: 1968-04-18
Filing date: 1969-04-17
Publication date: 1973-07-23
Also published as: BE731659A; DE1918572A1; FR2006452A1; DE1918571A1; FR2006453A1; NL6906072A; DK124978B; GB1249690A; BE731660A; SE370467B; GB1249689A; NL6906071A

Description

Galvanisk celle. Galvanic cell.

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer en galvanisk celle, særlig en alkalisk celle som er innkapslet av en ytre metallbeholder, hvis lukkede endebunn danner elementets ene ytre kontaktflate, The present invention relates to a galvanic cell, in particular an alkaline cell which is encapsulated by an outer metal container, whose closed end base forms the element's one outer contact surface,

i hvilken ytre beholder det er anbragt en motsatt vendende indre metallbeholder som er isolerende adskilt fra den ytre beholder, og hvis endebunn danner elementets annen kontaktflate hvorved det forefinnes isolerende pakninger av sammentrykkbart materiale mellom hver beholders rand og en overfor denne liggende stotteflate i den andre beholder. in which outer container there is placed an oppositely facing inner metal container which is insulatingly separated from the outer container, and whose end bottom forms the second contact surface of the element whereby there are insulating gaskets of compressible material between the edge of each container and a support surface lying opposite this in the other container .

Det er alminnelig kjent at det i galvaniske celler, som for å hindre utsiving av elektrolytten er tett lukkede, kan utvikles en gass, som regel hydrogen, som kan forårsake et farlig overtrykk i cellen. Dette forhold er særlig, fremtredende hvis den kjemiske balansering av cellens materialer er meget vanskelig å utfore, hvilket kan bety at hydrogenutviklingen ikke opphorer samtidig med at cellen er utladet, men at en langvarig utladning kan fremkalle en særlig voldsom gassutvikling, og hertil kommer at disse celler må være særlig tett lukkede da den alkaliske elektrolytt er sterkt tilboyelig til å sive ut på yttersiden av cellen. Ved visse celler, f.eks. celler med en enkelt pakning mellom et metalldeksel og en metallbeholder, har man ventilert cellen ved å anvende forskjellige utformninger av den isolerende pakning, f.eks. slik at denne gjennombrytes eller viker når . It is common knowledge that in galvanic cells, which are tightly closed to prevent leakage of the electrolyte, a gas can develop, usually hydrogen, which can cause a dangerous overpressure in the cell. This situation is particularly prominent if the chemical balancing of the cell's materials is very difficult to carry out, which may mean that the hydrogen evolution does not cease at the same time as the cell is discharged, but that a prolonged discharge can cause a particularly violent gas evolution, and in addition, these cells must be particularly tightly closed as the alkaline electrolyte is strongly inclined to seep out on the outside of the cell. At certain cells, e.g. cells with a single gasket between a metal cover and a metal container, the cell has been ventilated by using different designs of the insulating gasket, e.g. so that this breaks through or gives way when .

det indre trykk i cellen når et visst nivå. Hvor det imidlertid, som det er tilfelle i cellen ifolge oppfinnelsen, anvendes en indre beholder eller en skål av en. viss dybde, og som strekker seg inn i den ytre beholder, kan en slik enkel losning av problemet vedrorende ventilering av cellen imidlertid ikke anvendes, og dette bevirker at det i de tett.lukkede celler kan oppstå et så kraftig overtrykk at beholderene forskyves aksialt i forhold til hverandre på en slik måte at det oppstår en kraftig deformering (lengdeokning) av cellen og ødeleggelse av pakningen mellom den ytre beholders frie randkant og bunnen av beholderen eller skålen som danner den annen kontaktflate, slik at det skjer en kortslutning i cellen.. the internal pressure in the cell reaches a certain level. Where, however, as is the case in the cell according to the invention, an inner container or a bowl of one is used. certain depth, and which extends into the outer container, such a simple solution to the problem regarding ventilation of the cell cannot, however, be used, and this means that in the tightly closed cells, such a strong overpressure can occur that the containers are displaced axially in relative to each other in such a way that there is a strong deformation (increase in length) of the cell and destruction of the seal between the free edge of the outer container and the bottom of the container or bowl which forms the second contact surface, so that a short circuit occurs in the cell.

Formålet med oppfinnelsen er å unngå denne ulempe og å frem-stille et elektrisk torrelement av den innledningsvis nevnte art med en så effektiv ventilering at risikoen for deformering av elementet elimineres. The purpose of the invention is to avoid this disadvantage and to produce an electric tor element of the type mentioned at the outset with such effective ventilation that the risk of deformation of the element is eliminated.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved at pakningen mellom randen av den indre beholder og stotteflaten er av tynt, hårdt materiale som er komprimert mellom stotteflaten og et omboyet parti av randen, og at pakningen ved endebunnen av den indre beholder er tykkere og/eller blotere enn nevnte pakning ved denne beholders rand, samt at det forefinnes et avluftningsorgan fra rommet mellom beholderene og til omgivelsene. This is achieved according to the invention by the fact that the gasket between the edge of the inner container and the support surface is made of thin, hard material that is compressed between the support surface and an embossed part of the edge, and that the gasket at the end bottom of the inner container is thicker and/or more exposed than mentioned gasket at the edge of this container, and that there is a venting device from the space between the containers and to the surroundings.

Idet pakningen mellom stotteflaten i den ytre beholder og Since the gasket between the support surface in the outer container and

randen av den indre beholder er av hårdere og/eller tynnere the edge of the inner container is of harder and/or thinner

materiale (hård kautsjuk eller plast) enn pakningen ved randen av den ytre beholder, kan den under monteringen av elementet kun sammenpresses i liten grad, f.eks. av størrelsesordenen 1/10 mm, og når det under oppbevaring eller bruk av elementet oppstår et indre overtrykk som forsbkér å presse beholderene" bort fra hverandre, vil det allerede éfter en aksial forskyvning av samme storrelse av den indre beholder' relativt den ytre beholder, som folge av pakningens ubetydelige utvidelses-evne, ved kompresjonens opphor skje avlastning av trykket i den indre beholder ut til rommet mellom beholderene.' Fordi pakningen ved randen av den ytre beholder er av forholdsvis tykt og blott materiale, oppnås god sikkerhet for fullstendig tetning rundt- bunnen av den indre beholder. material (hard rubber or plastic) than the gasket at the edge of the outer container, it can only be compressed to a small extent during assembly of the element, e.g. of the order of 1/10 mm, and when, during storage or use of the element, an internal excess pressure occurs which tries to push the containers' away from each other, already after an axial displacement of the same size of the inner container' relative to the outer container, as a result of the packing's negligible expansion capacity, when the compression stops, the pressure in the inner container is relieved to the space between the containers.' Because the gasket at the edge of the outer container is of relatively thick and bare material, good security is achieved for complete sealing around the bottom of the inner container.

I en utforelsesform av cellen ifolge oppfinnelsen hvor den In an embodiment of the cell according to the invention where it

indre beholder strekker seg i det vesentlige i hele den ytre beholders lengde, kan det ifolge oppfinnelsen være anbragt et gjennomløpende ventileringshull i den y.tre beholders vegg, fortrinnsvis i nærheten av pakningen ved endebunden av den indre beholder. Trykket fra deri indre beholder avlastes: forst til det omgivende sylindriske rom som er fyIlt méd et porost isolerende materiale, som regel ét pappror, og forplanter seg herfra ut gjennom hullet som danner et enkelt ventileringsorgan i så lang avstand fra elektrolytten at det ikke' forefinnes risiko for at denne skal sive ut på elementets ytterside, og hullet kan ifolge oppfinnelsen være tettet med en eftergivende plastisk masse, som f.eks. bitumen/: slik at.det åpner ved selv et lite overtrykk. inner container extends essentially the entire length of the outer container, according to the invention, a continuous ventilation hole can be placed in the wall of the outer container, preferably near the seal at the end base of the inner container. The pressure from the inner container is relieved: first to the surrounding cylindrical space which is filled with a porous insulating material, usually a cardboard tube, and propagates from here out through the hole which forms a single ventilation device at such a distance from the electrolyte that it is not present risk of this leaking onto the outside of the element, and the hole can, according to the invention, be sealed with a yielding plastic mass, such as e.g. bitumen/: so that.it opens with even a small overpressure.

En annen utfbrélsesform av den galvaniske celle ifolge oppfinnelsen kjennetegnes ved at den indre, beholder på i og for seg kjent måte er utformet som et skålformet lokk som .kuri strekker seg over en liten del av den ytre metallbeholders lengde, og at pakningen ved randen av dette lokk hviler på et stotteorgan som er festet til innsiden av- deri ytre metallbeholder i nærheten av dens åpné ende og er komprimert mellom dette stotteorgan og det skålformede lokks kant. Pakningene virker efter samme prinsipp som er forklart ovenfor, dg: det innvirines'^olum til aktivt materiale i elementet samtidig méd at det spares materiale Another embodiment of the galvanic cell according to the invention is characterized by the fact that the inner container is designed in a manner known per se as a bowl-shaped lid which extends over a small part of the length of the outer metal container, and that the seal at the edge of this lid rests on a support member which is attached to the inside of the outer metal container near its open end and is compressed between this support member and the rim of the cup-shaped lid. The gaskets work according to the same principle as explained above, i.e.: volume is converted into active material in the element at the same time that material is saved

til den indre beholder. to the inner container.

Ifolge oppfinnelsen kan. pakningen ved endebunnen av den indre beholder ha fortynnende, i aksial retning.ettergivende partier for ventilering av elementet. Slike partier kan lett utformes elastiske på en slik måte at de når overtrykkét.er avlastet, igjen slutter tett om den indre beholders, bunn. According to the invention can. the gasket at the end bottom of the inner container has diluting, in the axial direction, yielding parts for ventilation of the element. Such parts can easily be designed elastically in such a way that when the excess pressure is relieved, they again close tightly around the bottom of the inner container.

Oppfinnelsen skal nedenfor nærmere forklares i.forbindelse med tegningen, hvorpå The invention will be explained below in more detail in connection with the drawing, after which

fig. 1 viser en utførelsesfom» av en galvanisk celle ifolge oppfinnelsen med en indre beholder som strekker seg i det vesentlige i' hele den ytre beholders lengde, og fig. 1 shows an embodiment of a galvanic cell according to the invention with an inner container which extends substantially throughout the entire length of the outer container, and

fig. 2 viser én- galvanisk celle med en flat, skålformet indre fig. 2 shows a single galvanic cell with a flat, bowl-shaped interior

beholder. container.

Den i fig. 1 viste galvaniske celle er en alkalisk ,celle med en ytre stålbehoIder 1, hvis opptrukne endebunn 2 står i elektrisk ledende forbindelse med og styrer en stangformet zinkanode 3. Denne er på vanlig måte omgitt av et absorberende iror 4 The one in fig. The galvanic cell shown in 1 is an alkaline cell with an outer steel container 1, whose drawn end base 2 is in electrically conductive connection with and controls a rod-shaped zinc anode 3. This is usually surrounded by an absorbent iron 4

som er mettet med en passende alkalisk elektrolytt som er adskilt fra en oxyderende. katode 5 ved hjelp av et separatorlag 6. Katoden som. kan bestå av solvoxyd, kyiksolvoxyd, mangan-dioxyd eller et lignende egnet fast. oxydasjonsmiddel med eller uten tilsetninger for forbedring av ledningsevnen,, er omgitt which is saturated with a suitable alkaline electrolyte which is separated from an oxidizing one. cathode 5 by means of a separator layer 6. The cathode which. may consist of solvoxyd, kylic solvoxyd, manganese dioxide or a similar suitable solid. oxidizing agent with or without additives for improving the conductivity, is surrounded

av en indre beholder 7 hvis opptrukne endebunn. 8 danner cellens positive pol som er adskilt fra zinkelektroden- ved et isolerende avstandsstykke 9. Det sylindriske mellomrom mellom den ytre beholder 1 og deri indre beholder 7 er på vanlig måte fyllt med et pappror 10. of an inner container 7 whose end bottom is drawn up. 8 forms the cell's positive pole which is separated from the zinc electrode by an insulating spacer 9. The cylindrical space between the outer container 1 and the inner container 7 is filled in the usual way with a cardboard tube 10.

Mellom endebunnen 2 på den ytre beholder og en innadomboyet, rand ved den åpne ende av den indre:beholder 7 er anbragt en tynn isolerende og tetnende pakning 11 som f.eks. kan bestå av hård-kautsjuk eller hårdt plastmateriale, som ved montasje av cellen er sammentrykket f.eks. ca. fr.1 ram i aksial retning. A thin insulating and sealing gasket 11 is placed between the end bottom 2 of the outer container and an inwardly curved edge at the open end of the inner container 7, which e.g. can consist of hard rubber or hard plastic material, which is compressed during assembly of the cell, e.g. about. fr.1 frame in axial direction.

Ved cellens motsatte ende forefinnes en pakning 12 av tykkere og blotere isolerings- og tetningsmateriale anbragt mellom endebunnen 8 på den indre beholder og en innadboyet rand på den ytre béhoidér 1. Denne pakning danner en effektiv tetning ved denne ende av cellen og er så ettergivende at tettheten ikke påvirkes av én mindre innbyrdes forskyvning av beholderene 1 aksial retning. At the opposite end of the cell, there is a gasket 12 of thicker and more exposed insulating and sealing material placed between the end bottom 8 of the inner container and an inwardly curved edge on the outer béhoidér 1. This gasket forms an effective seal at this end of the cell and is so compliant that the density is not affected by one minor mutual displacement of the containers in 1 axial direction.

Hvis det under bruk eller opplagring av elementet på grunn av kraftig hydrogenutvikling oppstår et overtrykk av en viss storrelsé i det opp til pakningen li grensende rom 13, vil dette trykk bevirke at beholderene 1 og 7 forskyves litt bort fra hverandre i aksial retning. Under den forste del av denne forskyvning vil den i det viste eksempel ringformede pakning 11 folge eftér, men då pakningen kun er bare litt sammenpresset av de omboydé kantpartier på beholderen 7, vil den kun kunne utvide seg litt, hvorefter det vil fremkomme en slik utetthet mellom de omboyde kantdeler av beholderen 7 og pakningen at trykket fra den utviklede gass vil kunne forplante seg ut i det sylindriske mellomrom mellom beholderene og gjennom papp-roret 10. Gassen kan unnslippe gjennom et hull 14 som er utformet i beholderen 1 i så lang avstand fra den åpne ende av beholderen 7 at utsiving av elektrolytt er utelukket, hvilket hull kan være dekket med blot asfalt 15. Hvis onskelig kan ventileringsorganet mellom det sylindriske rom under den indre beholder og atmosfæren også utgjorés av tynne elastiske partier av pakningen 12 som vil gi eftér for et visst overtrykk og igjen vil lukke tett når overtrykket er avlastet. If, during use or storage of the element, due to strong hydrogen evolution, an overpressure of a certain magnitude occurs in the room 13 adjacent to the gasket, this pressure will cause the containers 1 and 7 to shift slightly away from each other in the axial direction. During the first part of this displacement, in the example shown, the annular gasket 11 will follow, but as the gasket is only slightly compressed by the omboided edge parts of the container 7, it will only be able to expand slightly, after which such a leak will appear between the bent edge parts of the container 7 and the gasket that the pressure from the developed gas will be able to propagate out into the cylindrical space between the containers and through the cardboard tube 10. The gas can escape through a hole 14 that is formed in the container 1 over such a long distance from the open end of the container 7 that leakage of electrolyte is excluded, which hole can be covered with bare asphalt 15. If desired, the ventilation means between the cylindrical space under the inner container and the atmosphere can also be made of thin elastic parts of the gasket 12 which will give after a certain excess pressure and will close tightly again when the excess pressure is relieved.

Den<■ i fig. 2 viste utfdrelsésform av cellen ifolge oppfinnelsen har likeledes en!ytre metallbeholder 1 méd opptrukket endebunn 2 og en sentralt anbragt anode 3å som her er rorformet og omgitt av et likeledes rorformet skilieorgah 4 a og en uten på denne anbragt katode 5a. En metallbeholder med liten hoyde danner et skålformet lokk 7a med opptrukket endebunn 8a som gjenhom en fjær 9a står .1 elektrisk ledende forbindelse med anoden og danner ..cellens, ene kontaktf late.. Ved cellens motsatte ende er anoden 3 adskilt fra den' ytre metallbehoIders opptrukne éndébunn The <■ in fig. The embodiment of the cell according to the invention shown in 2 likewise has an outer metal container 1 with a raised end bottom 2 and a centrally placed anode 3å which here is tube-shaped and surrounded by a similarly tube-shaped separator 4a and a cathode 5a placed outside of this. A metal container with a small height forms a cup-shaped lid 7a with a raised end bottom 8a, through which a spring 9a stands.1 electrically conductive connection with the anode and forms ..the cell's, one contact surface.. At the opposite end of the cell, the anode 3 is separated from the outer raised end bottom of metal containers

2 ved hjelp av i so las jons ski ver 10a.. 2 using i so las jons ski ver 10a..

En pakning lia i form av en. forholdsvis tynn tetningsring er A packing lia in the shape of a. relatively thin sealing ring is

komprimert mellom lokkets lar frie innadomboyde rand <p>g en stotteflate som utgjdres av eft stottering 13a, som er fastgjort på innerveggen av metallbeholderen 1 i nærheten av dens åpne ende. En annen blotere og/eller tykkere pakning 12a i form av en elastisk ettergivende tetnihgsring er anbragt mellom den opptrukne endebunn 8a av det som eir lav indre-metallbeholder utformet lokk 7a og den ytre metallbehoIders 1 innad- omboyde rand. compressed between the lid's left free inwardly curved edge <p>g a support surface which is formed by eft support 13a, which is attached to the inner wall of the metal container 1 near its open end. Another plainer and/or thicker gasket 12a in the form of an elastically yielding sealing ring is placed between the drawn-up end base 8a of the lid 7a, which is a low inner metal container, and the inwardly curved edge of the outer metal container 1.

Hvis det oppstår et overtrykk i elementets indre, vil dette If an overpressure occurs inside the element, this will

bevirke at lokket 7a forskyves litt i aksial retningr i forhold til den ytre metallbeholder 1, slik at trykket vil kunne for- cause the lid 7a to shift slightly in axial directions in relation to the outer metal container 1, so that the pressure will be able to

plante seg ut mellom pakningen Ila og lokket 7a og ut i det sylindriske mellomrom mellom lokket og den ytre beholder, hvor- plant out between the gasket 11a and the lid 7a and out into the cylindrical space between the lid and the outer container, where-

fra trykket vil kunne avlastes gjennom den: elastisk ettergivende pakning 12a eller eventuelt gjennom et ikke vist hull i veggen i beholderen 1...' from the pressure will be able to be relieved through the: elastic yielding gasket 12a or possibly through a not shown hole in the wall of the container 1...'

Claims

1. Galvanic cell, especially alkaline cell, which is enclosed by an outer metal container (1) whose closed end bottom (2) forms the element's one outer contact surface, in which outer container Jet is placed an oppositely facing inner metal container (7, 7a) which is insulatingly separated from the outer container, and. whose end base (8, 8a) forms the second contact surface of the element, whereby there are insulating gaskets (II, 12 and Ila, 12a) of compressible material between the edge of each container and an opposite support surface in the other container, characterized by. that the gasket 0.1/ ila) between the edge of the inner container (7, 7a) and the support surface is of thin, hard material which is compressed between the support surface and an omboyed part of the edge, and that the gasket (12, 12a) at the end base (8, 8a) of the inner container is thicker and/or more exposed than the aforementioned seal, at the edge of this container.

2. Galvanic cell as stated in claim 1: with an inner container (7) which extends essentially the entire length of the outer container, characterized in that a through-flow ventilation hole (14) is arranged in it. outer container (1) wall, preferably in the vicinity of the gasket (12)<:> at the end bottom (8) in the inner container. (7)V.

3. Galvanic cell as specified in claims 1 and 2, characterized in that the ventilation hole (14). is normally covered with a layer (15) of plastic material, such as e.g. the biturne.

4. Galvanic cell as stated in claim 1, characterized in that the inner metal container (7a) is designed in a manner known per se as a bowl-shaped lid which only extends over a small part of the length of the outer metal container (1), and that the gasket (lia) at the end edge of this lid rests on a support member (13a) which is attached to the inner wall of the outer metal container near its open end and is compressed between this support member and the rim of the cup-shaped lid.

5. Galvanic cell as stated in claims 1 and 4t characterized in that the gasket (12, 12a) at the end base (8, '8a) of the inner container (7, 7a) has diluting, in the axial direction yielding parts for ventilation of the cell.