NO147463B

NO147463B - MULTI CELL BLYAK CUMULATOR.

Info

Publication number: NO147463B
Application number: NO782386A
Authority: NO
Inventors: Hans-Joachim Golz
Original assignee: Varta Batterie
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1978-07-07
Publication date: 1983-01-03
Also published as: CH641914A5; FI71633C; DK150869C; AT363531B; FR2408918A1; NL178109C; IT1113094B; IT7826953A0; FI71633B; CA1107816A; GB2002949A; ATA425778A; ES244800U; DK150869B; FI781971A; DK342778A; DE2737837B2; NO782386L; FR2408918B1; NO147463C

Description

Oppfinnelsen vedrører en flercellet blyakkumulator med elektrodeblokker av siksaklignende, til en pakke sammenfoldede positive og negative båndelektroder med mellomliggende separatorer. Spesielt vedrører oppfinnelsen en for bruk i kjøretøyer beregnet akkumulator, f. eks. et startbatteri. The invention relates to a multi-cell lead accumulator with electrode blocks of zigzag-like positive and negative strip electrodes folded into a pack with intermediate separators. In particular, the invention relates to an accumulator intended for use in vehicles, e.g. a starter battery.

I akkumulatorteknikken er de fleste videreutvik-linger fortrinnsvis kommet det egentlige produkt tilgode. Således kunne f. eks. i den senere tid ved utviklingen av lett vedlikeholdbare blybatterier eller på grunn av innfør-ingen av lette kunststoffhus for startbatterier i steden for de tidligere vanlig benyttede hårdgummibeholdere oppnås be-tydelige produktmessige fremskritt og kvalitetsforbedringer. In accumulator technology, most further developments have preferably benefited the actual product. Thus, e.g. in recent times, with the development of easily maintainable lead batteries or due to the introduction of light plastic housings for starter batteries instead of the previously commonly used hard rubber containers, significant product-wise progress and quality improvements have been achieved.

Derimot blir fremstillingsprosessen fremdeles vidtgående bestemt av urasjonelle arbeidstrinn, såsom gitterstøp-ing, pastering, formering, sammenstilling og innbygging av plateblokker etc. Til tross for maskinelle hjelpeinnretnin-ger må mange arbeidstrinn enda foretas for hånd og til og med på enkeltelektroder, slik at arbeidsforløpet i sin helhet fortsatt er diskontinuerlig, hvorved det er satt grenser for en større produksjon. In contrast, the manufacturing process is still largely determined by irrational work steps, such as lattice casting, pasting, forming, assembling and embedding plate blocks, etc. Despite mechanical auxiliary devices, many work steps still have to be carried out by hand and even on individual electrodes, so that the work process in its entirety is still discontinuous, whereby limits have been set for a larger production.

Mer rasjonelle arbeidsteknikker er nu blitt tatt More rational working techniques have now been adopted

i bruk ved de såkalte små akkumulatorer, som på alle måter skulle være velegnet for massefremstilling. Dertil hører den ofte benyttede bruken av såvel alkaliske småakkumulatorer som små blyceller med viklingselektrodesatser. Ved disse blir et positivt og et negativt elektrodebånd under mellomlegg av en separator viklet til en elektrodevikling og anbragt i cellebeholderen. Kantene til elektrodene er utstyrt med kontakttilslutninger for gjennomføring gjennom beholderen. in use with the so-called small accumulators, which should in every way be suitable for mass production. This includes the often used use of small alkaline accumulators as well as small lead cells with winding electrode sets. With these, a positive and a negative electrode band, with a separator in between, is wound into an electrode winding and placed in the cell container. The edges of the electrodes are equipped with contact connections for passage through the container.

På grunn av at kontaktgjennomføringene er kompliserte, blir slike viklingselektrodesatser vanligvis bare benyttet for encellede akkumulatorer. Due to the fact that the contact lead-throughs are complicated, such winding electrode sets are usually only used for single-cell accumulators.

Også ved elektrodeplatene er det en tydelig ten-dens til utskifting av tunge massebærere, dvs. det støpte blygitter, mot lettere skjelettstrukturer, såsom strekkmetall. Strekkmetall kan dessuten fremstilles som endeløse bånd. Also with the electrode plates, there is a clear tendency to replace heavy mass carriers, i.e. the cast lead grid, with lighter skeletal structures, such as expanded metal. Stretch metal can also be produced as endless bands.

Elektrodeplater fremstilt på strekkmetallbasis, pakket i stabler og innsatt i oventil åpne blokkasser, hvor kassene på vanlig måte må utstyres med lokk, betyr i seg selv ikke noe gjennomgripende fremskritt for en mer flytende ar-beidsprosess. Electrode plates produced on an expanded metal basis, packed in stacks and inserted into block boxes open at the top, where the boxes normally have to be fitted with a lid, do not in themselves mean any comprehensive progress for a more fluid work process.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en blyakkumulator som er bedre eg-net til en rasjonell massefremstilling enn de tidligere kjen-te. En videre oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen . er å tilveiebringe en fremgangsmåte til fremstilling av en slik akkumulator. The task underlying the invention is therefore to provide a lead accumulator which is better suited to rational mass production than those previously known. A further task that forms the basis of the invention. is to provide a method for producing such an accumulator.

Disse oppgaver blir løst ved en flercellet blyakkumulator av den innledningsvis, nevnte type, samt en fremgangsmåte til .fremstilling av denne, som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene. These tasks are solved by a multi-cell lead accumulator of the type mentioned at the outset, as well as a method for its manufacture, which is characterized by what appears in the requirements.

Ved en akkumulator ifølge oppfinnelsen består hver til en. celle hørende plateblokk av siksaklignende til en pakke sammenfoldede positive og negative båndelektroder med mellomliggende båndformet separator. Ifølge oppfinnelsen er de ved siden av hverandre liggende enkeltceller elektrisk forbundet ved hjelp av elektrodebæreskjelettet til en av båndelektrodene, som med stor flate er ført gjennom celleskilleveggen. Blokkassetillukkingen er. dannet av en sidevegg som står loddrett til elektrodenes plan. In the case of an accumulator according to the invention, each consists of one. cell belonging plate block of zigzag-like to a pack of folded positive and negative band electrodes with an intervening band-shaped separator. According to the invention, the individual cells lying next to each other are electrically connected by means of the electrode support skeleton to one of the band electrodes, which have a large surface and are led through the cell partition wall. The blockchain closure is. formed by a side wall that is perpendicular to the plane of the electrodes.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt skjematisk på tegningen. In the following, the invention will be explained in more detail with the help of an embodiment which is shown schematically in the drawing.

Tegningen viser skjematisk en på siden liggende to-cellet akkumulatorblokkasse 1 med en elektrodesats ifølge oppfinnelsen, som består av båndelektroden 12, båndelektroden 13 og det mellomlagte separatorbånd 4 med ribber eller steg 5. Disse bånd er siksaklignende foldede pakker pg blir pakkevis innskjøvet fra siden i akkumulatorcellene. Foldekantene 6 til elektrodepakkene står loddrett til anleggsflaten for akkumulatoren, slik at gassbobler uhindret kan stige opp mellom elektrodene. The drawing schematically shows a two-cell accumulator block box 1 lying on its side with an electrode set according to the invention, which consists of the band electrode 12, the band electrode 13 and the interposed separator band 4 with ribs or steps 5. These bands are zigzag-like folded packs pg are pushed pack by pack from the side into the accumulator cells. The folding edges 6 of the electrode packs are perpendicular to the contact surface for the accumulator, so that gas bubbles can rise unhindered between the electrodes.

Ifølge oppfinnelsen utføres forbindelsen av cellene innbyrdes og også den ytre avledning ved hjelp av de store flater over celleskilleveggen 7, henholdsvis endeveggene 8 til blokkassen førte områder 9 av den respektive båndelektro-des elektrodetrodebæreskjelett. På figuren blir f. eks. den ytre avledning 16 og 17 dannet av elektrodebæreskjelettet 2 til båndelektroden 12, mens forbindelsen mellom cellene fremstilles ved hjelp av elektrodebæreskjelettet 3 til båndelektroden 13. According to the invention, the connection of the cells to each other and also the external derivation is carried out by means of the large surfaces above the cell partition wall 7, respectively the end walls 8 to the block box led areas 9 of the respective band electrode's electrode-trode support skeleton. In the figure, e.g. the outer leads 16 and 17 formed by the electrode support skeleton 2 of the band electrode 12, while the connection between the cells is made by means of the electrode support skeleton 3 of the band electrode 13.

Det enkelte elektrodebånd kan imidlertid også vik-les over en blystift ved enden og forbindes elektroledende med denne ved hjelp av f. eks. pressveising. Fra denne stift kan så utføres en polgjennomgang på i og for seg kjent måte. However, the individual electrode tape can also be wound over a lead pin at the end and electrically conductively connected to this by means of, e.g. pressure welding. From this pin, a pole review can then be carried out in a manner known per se.

Motelektrodene og separatoren er avbrutt i over-gangsområdene mellom cellene. The counter electrodes and the separator are interrupted in the transition areas between the cells.

Til fremstilling av en siksaklignende foldet elek-trodepakke ifølge oppfinnelsen for én flercellet akkumulator går man fortrinnsvis ut fra som endeløse bånd på ruller 10, 11 viklede elektrodebæreskjelett (2, 3), som kan ha form av et vanlig gitterskjelett av bly eller kan bestå av blystrekk-metall, hvorved hvert elektrodebånd eventuelt ved kanten har et gjennomgående steg. I disse elektrodebæreskjelettene blir som aktivt materiale innpastert en enhetsmasse. Dette er fordelaktig, da de ferdige båndelektroder i batteridrift veks-ler polaritet fra celle til celle. Elektrodeskjelettene 2, For the production of a zigzag-like folded electrode pack according to the invention for one multi-cell accumulator, the starting point is preferably endless bands on rolls 10, 11 wound electrode support skeleton (2, 3), which can have the form of a regular lattice skeleton of lead or can consist of lead stretch metal, whereby each electrode band possibly has a continuous step at the edge. A uniform mass is pasted into these electrode support skeletons as active material. This is advantageous, as the finished strip electrodes change polarity from cell to cell in battery operation. The electrode skeletons 2,

3 går således over i båndelektrodene 12, 13. 3 thus passes into the strip electrodes 12, 13.

Under mellomlegg av et høyporøst, imidlertid mot trykk vidtgående uømfindtlig separatorbånd 4 som avvikles fra rullen 14, løper elektrodebåndene nu sammen over ombøynings-rullen 15 og kan deretter foldes. Under the interposition of a highly porous separator tape 4, which, however, is insensitive to pressure, which is unwound from the roll 14, the electrode tapes now run together over the bending roll 15 and can then be folded.

Umiddelbart før folding blir i forutbestemte av-stander de områder 9 skåret ut av båndelektrodene 12, 13 og separatoren 4, som etter innføringen i blokkassen ville rage over en av veggene 7 eller 8 og er overflødig der, med unntak av det respektive elektrodebæreskjelett som er nødvendig for overgang over en skillevegg. Immediately before folding, at predetermined distances, the areas 9 are cut out of the band electrodes 12, 13 and the separator 4, which after the introduction into the block case would project over one of the walls 7 or 8 and are redundant there, with the exception of the respective electrode support skeleton which is necessary for transition over a dividing wall.

Fjerning ay den aktive .masse kan foregå ved hjelp av en uthlåsingsprosess, spyleprosess eller eventuelt også Removal of the active mass can take place by means of a lock-out process, flushing process or possibly also

ved pasterijigsprosessen ved å la et tilsvarende sted av elektrodeskjelettet være fri for pastert -masse. in the pasteurizing process by leaving a corresponding place of the electrode skeleton free of pasteurized mass.

Til fremstilling av akkumulatoren er det så bare nødvendig å lukke huset, noe som overraskende kan skje meget enkelt ved påspeiling i en i og for seg kjent speilsveiseme-tode av en sidevegg 18. På grunn av varmepåvirkningen trenger kunststoffet såvel fra celleskilleveggen 7 og endeveggene 8 til kassen, såvel som også de tilsvarende fortsettelser 19, henholdsvis 20 i sideveggen 18 gjennom elektrodens skjelett, slik at det fremkommer en fast og væsketett forbindelse. Før denne speilsveising av et lokk kan det være hensiktsmessig ved hjelp av et stempel å trykke elektrodeskjelettet på skille-veggen og eventuelt ved dette fremgangsmåtetrinn enda å fore-ta en ekstra oppvarming for allerede å oppnå en viss inntreng-ning av elektrodeskjelettet i kanten til celleskilleveggen 7 før den endelige påspeiling av lukket. To manufacture the accumulator, it is then only necessary to close the housing, which surprisingly can be done very simply by mirroring a side wall 18 in a known per se mirror welding method. Due to the heat effect, the plastic penetrates both from the cell partition wall 7 and the end walls 8 to the box, as well as also the corresponding continuations 19, respectively 20 in the side wall 18 through the skeleton of the electrode, so that a firm and liquid-tight connection appears. Before this mirror welding of a lid, it may be appropriate to use a stamp to press the electrode skeleton onto the partition wall and, if necessary, at this stage of the process, to carry out additional heating in order to already achieve a certain penetration of the electrode skeleton into the edge of the cell partition wall 7 before the final reflection of the closed.

På oversiden av blokkassen, sammenfallende med avbildningsplanet, er så anlagt de vanlige innfyllings- og avgassingsåpninger. On the upper side of the block box, coinciding with the imaging plane, the usual filling and degassing openings are then arranged.

Parallelt til avbildningsplanet ligger også planet for elektrolyttoverflaten, mens lukkeplanet, betegnet med spo-ret A-A, står loddrett til elektrolyttoverflaten. Parallel to the imaging plane is also the plane for the electrolyte surface, while the closing plane, denoted by the track A-A, is perpendicular to the electrolyte surface.

De nødvendige endepoltilkoblinger for en slik akkumulator kan dannes innenfor eller utenfor cellen av den frem-stående elektrolyttskjelettdel ved sammenpressing og f. eks. påsveising av en endepol. The necessary terminal connections for such an accumulator can be formed inside or outside the cell by the protruding electrolyte skeleton part by compression and, e.g. welding on an end pole.

Det er innlysende at de vanlige fremgangsmåtetrinn herding, formering, konservering (f. eks. ved behandling med borsyre) kan foretas utenfor blokkassen. Særlig fordelaktig for kontinuiteten til fremstillingsprosessen.er det hvis skrittene etter innsetting av elektrodepakken i blokkassen kan gjennomføres i denne. It is obvious that the usual method steps of hardening, propagation, preservation (e.g. by treatment with boric acid) can be carried out outside the block box. It is particularly advantageous for the continuity of the manufacturing process if the steps after inserting the electrode package into the block box can be carried out in this.

Fordelen ved den beskrevne akkumulator ligger deri at dens fremstillingsprosess har en særlig gunstig material-strømning. The advantage of the described accumulator lies in the fact that its manufacturing process has a particularly favorable material flow.

Claims

1. Multi-cell lead accumulator with electrode blocks of zigzag-like positive and negative strip electrodes (12, 13) folded into a pack - with intermediate separators (4), characterized in that individual cells lying next to each other are electrically connected by means of the electrode support skeleton to one of the strip electrodes (12,

13), which with a large area is passed through the cell partition (7), and that the block box closure is formed by a side wall (18) which is perpendicular to the plane of the electrodes.

2. Multi-cell lead accumulator according to claim 1, characterized in that the electrode support skeletons (2,3) are formed from endless bands of stretched metal.

3. Multi-cell lead accumulator according to claims 1 and 2, characterized in that the strip electrodes of the electrode blocks are connected electron-conductingly with pin-shaped lead rods, e.g. by winding and pressure welding, and that these pins form the electrical pole penetrations through the house wall.

4. Multi-cell lead accumulator according to claims 1 and 2, characterized in that the external electrical connections (16, 17) are formed by the large-surface electrode support skeleton (2 or 3) led through the end walls (8) in the block case (1) to a of the strip electrodes (12 or 13).

5. Method for the production of a multi-cell lead accumulator, in which the electrode blocks are folded together of negative and positive band electrodes with an intermediate separator into a package and inserted into a block box, characterized in that the respective electrode support skeleton which is guided with a large surface through the cell partition wall or the end wall of the block box be equipped with correspondingly separated areas that are free of active mass, that corresponding parallel sections on the counter electrode are completely removed and that the side openings in the block box are then closed liquid-tight by welding on a side wall (18)

6. Method according to claim 5, characterized in that the closure - is carried out by means of mirror welding and that before the welding the electrode support skeleton which is free of active mass on one strip electrode is easily sunk in by means of a pressure effect in the cell partition wall or the end wall.

7. Method according to claim 6, characterized in that the submersible area of the electrode skeleton is heated before applying pressure.

8. Method according to one of claims 5 - 7, characterized in that the electrode support skeletons are pasted with a uniform active mass.

9. Method according to one of claims 5 - 8, characterized in that the strip electrodes are formed in the closed block box.