NO771402L - Galvanisk prim{relement. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et galvanisk primærelement med sylindrisk cellebeger som er lukket ved hjelp av et kunststofftetningselement, i hvis underside cellebegerets ombertlede kant griper inn.

Primærelementer med sur eller alkalisk elektrolytt

har i sin alminnelighet sylindrisk form med et karformet cellebeger for opptagelse av elektrodematerialene, et tetningselement av kunststoff som væskététt'lukker primærsellen på endesi-den, og en positiv eller negativ kontaktskive samt isolasjonskappe.

Nar det gjelder primærelementer hvor den negative oppløsningselektrode er utformet som cellebeger (Leclanché-celle), er det kjent forskjellige konstruksjoner, hvorhos det i cellebegeret er innpresset et tetningselement av kunststoff som propp. Dette kunststofflukkeelement er eksempelvis spent inn mellom et spor i cellebegeret og cellebegerets ombertlede øvre kant (U.S.-PS 3.694.267) eller når det gjelder andre konstruksjoner, avstøtter tetningselementet seg mot elektroden og plaseres gjennom det ombertlede cellebeger (U.S.-PS 3.016.414).

Disse kjente utførelsesformer av kunststofftetninger har den ulempe at de opptar en relativt stor del av det dispo-nible cellevolum, som således ikke kan nyttes for de aktive elektrodematerialer. Utover dette vil disse propptetninger ved i primærcellen opptredende overtrykk ikke være tilstrekkelig elastiske og føre til svelling i lengdeakse, langt utover primærelementenes normlengde. Ved plutselig økende overtrykk, som f. eks. forårsakes gjennom gal poling av primærelementet i appa-ratet, vil slike propptillukninger av kunststoff eksplosjonsak-tig kunne trykkes ut av cellebegeret.

Dette unngås med kunststofftetninger, idet denne kunststofftetning kun delvis inngriper i det bertlede cellebeger og avtetter ved hjelp av en kant som rager frem på cellebegerets endeside. Det er f. eks. i DT-PS 2.238.4 06 beskrevet et tetningselement som har en inn i. det bertlede cellebeger innover ragende fjærende elastisk flens og en tynn ringflens, som fjærende ligger an mot den ytre endeside som flagreventil.

I henhold til DT-PS 1.496.189 griper en fjærende ringflens inn i det bertlede cellebeger og en ringformet sideflens på det bertlede cellebegers utside, hvilken sideflens overtar en ekstra tetningsfunksjon.

Disse sistnevnte utførelsesformer kalles ofte for "topseals", og også de trenger, for å sikre tetningselementets funksjon, den overgripende bertlekant på den ytre cellekappe, for det meste i form av en stålkappe, som trykker de fjærende anliggende tetningslameller an mot cellebegeret. Den egentlige tetningsegenskap oppnås således når det gjelder disse konstruksjoner først etter primærelementets sluttmontasje når cellekap-pen som omslutter cellebegeret og tetningselementet er bertlet.

I tiden mellom elektrodemassens ifylling frem til cellekappens bertling er derfor når det gjelder disse konstruksjoner, elektrodens overflate utilstrekkelig beskyttet mot ut-tørking. Særlig ved små celledimensjoner eller hos spesielle elektrolytter, som f. eks. sinkkloridelektrolytter av høyere konsentrasjon eller hos forskjellige alkaliske elektrolytter, fører dette til en sterk avvikelse i primærelementenes elektris-ke tilstandsverdier. For det meste påføres, henholdsvis pådy-ses derfor umiddelbart etter ifylling av elektrodemassen ytterligere en parafinert skive eller et bitumen- eller voksstøp direkte på elektrodeoverflaten.

Av den kjensgjerning at den egentlige tetning oppnås først ved cellekappens ombertling, resulterer ytterligere en ulempe, nemlig et ved lagring inntredende tretthetsfenomen eller en krymping av tetningsmaterialene, slik at optimal pressing mellom tetning og cellebegeret ikke lenger er garantert. For å unngå utettheter etter lagring må derfor cellebegerets kant ofte påføres ytterligere elastiske tetningsmasser.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å unngå de forannevnte ulemper og å tilveiebringe en tetning av den innledningsvis nevnte art ("topseal-tetning") som monteres direkte etter ifylling av elektrodemassen og elektrolytten og som allerede i denne tilstand, på samme måte som en propptet-ning, straks og uten ekstra tetningsmasser avtetter primærcellen mot uttørking og som samtidig oppfyller sin tetningsfunksjon også uavhengig av anvendelsen av en eventuell, bertlet cellekappe i tillegg.

Denne op<p>gave blir løst ifølge oppfinnelsen" ved at cellebegerets kant er ombertlet med minst 140° - ca.'.190°, - fortrinnsvis ca. 170° - 190°, og at bertlesonen formsluttende og avtettende over minst 50°, maksimalt ca. 100°, ligger an mot en flensdel på tetningsundersiden og at slutten på bertlesonen er plasért selvhemmende ved en ansats ved tetningselementet.

Kunststofftetningselementet oppviser derved som van-lig en sentral boring for gjennomføring av elektroden.

Ved bruk av gummielastisk materiale kan den ønskede grad av forpressing mellom cellebegerets tetningselement og bertlesone dimensjoneres spesielt gunstig. I motsetning til kjente utførelsesformer, hvor cellebegeret er bertlet i vinkel eller i bueform, men maksimalt i en vinkel på 90°, kan det når det gjelder utførelsesformen i henhold til oppfinnelsen, før endestillingen er nådd ikke komme til noen innskjæring av cellebegerets kant i tetningsmaterialet, fordi cellebegerets halv-sirkelformet innover påglidende kant konsentrisk presser sammen tetningselementets ansatsforlengelse og først etter at endestillingen er nådd selvhemmende griper inn bak bertlekanten.

I tillegg kan cellen påføres enhver ønsket celleom-hylling, idet imidlertid den selvtettende kunststofftetning i alle tilfeller avtetter den elektrodemasse som allerede befin-ner seg i cellebegeret mot tap av elektrolyttfuktighet straks etter dens ifylling, og det uavhengig av til hvilket tidspunkt primærelementets ekstra omhylling av papp, kunststoff, metall eller kombinasjoner av disse materialer monteres.

Ombertlingsradien av cellebegerets kant er avhengig av cellediameteren, som hos de vanlige internasjonale normerte celledimensjoner ligger mellom 10 - 35 mm, og ligger mellom 0,7 og 2,5 mm.

Kunststofftetningsanordningen i henhold til oppfinnelsen kan anvendes både på primærelementer med sur elektrolytt og på primærelementer med alkalisk elektrolytt (alkali mangancelle). Derved ombertles det av stål fremstilte cellebeger likeledes med 140° og maksimalt ca. 190°, og tetningselementet inneholder en boring for gjennomføring av den negative elektrode, som står i forbindelse med en negativ kontaktplate. Særlig når det gjelder disse celler kan tetningselementet utstyres med en bruddanvisning, f. eks. i form av en bruddanvisningsmembran. Dette kan imidlertid også anvendes når det gjelder primærelementer ifølge Leclancné-oppbygging.

O<p>pfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av fig. 1 - 5. Fig. 1 viser et snitt gjennom en primærcelle med en "topseal-tetning" og en etikettomhylling. Fig. 2 viser et snitt gjennom den samme celle med etikett- og kunststoffomhylling. Fig. 3 viser et primærelement med "topseal-tetning" og kontakthette samt med en metallmantelomhylling. Fig. 4 viser det samme primærelement som fig. 3 med et konstruktivt ytterligere forbedret tetningselement. Fig. 5 viser et snitt gjennom et primærelement med alkalisk elektrolytt med en tetning ifølge oppfinnelsen.

I henhold til fig. 1 er cellebegerets 1 øvre kant ombertlet i en vinkel på > 140° og < 190°. Bertlesonen er betegnet med 2. Den positive elektrode 3 med kontakthette 4 er ført gjennom tetningselementet 5, og cellebegeret er, når det gjelder denne utførelsesform, samtidig den av sink bestående opp-løsningselektrode. Tetningselementets underside ligger da med sin flensdel 6 formsluttende og tettende over en vinkel på minst 50° og maksimalt ca. 100° an mot cellebegerets ombertlede kant, henholdsvis mot bertlesonen. Cellebegerets kant, henholdsvis bertlesonens ende griper bak tetningens 5 ansatsforlengelse 8 og plaseres der selvhemmende. I cellebegeret er den innførte elekrodemasse 9 derved beskyttet mot fuktighetstap allerede før etikettomhyllingen 10 påføres. Tetningssonen er betegnet med 7.

Tetningens 5 form ifølge fig. 2 tilsvarer i det ve-sentlige tetningen ifølge fig. 1. I tillegg er'det hos denne celle anordnet en kunststoffslange 11, som kan være påført trykk eller være farveløs, og hvis øvre kant hensiktsmessig er bragt inn i en tilsvarende fordypning 12 ved tetningselementets 5 overside.

Når det gjelder primærelementets utførelse ifølge fig. 3 er den.positive elektrode 3 påført en kontakthette 13 som ut-strekker seg over cellens overflate. ' Mot cellebegeret. 1 ligger det an en isolasjonskappe 14, og over denne isolasjonskappe samt over kontakthetten 13 er det ombertlet en metallmantel 15.

Når det gjelder utførelsesformen ifølge fig. 4 er cellebegeret, henholdsvis den negative oppløsningselektrode 1 igjen forsynt med en kunststoffomhylling 14 samt med en metallmantel 15. Tetningselementet 5 oppviser i tillegg på sin overside en ytre ringflens 16, som så sammen med kunststoffomhyllin-gen 14 legger seg over kontakthettens 13 kantflens.

Endelig er på fig. 5 tetningselementet ifølge oppfinnelsen vist på et i og for seg kjent alkalisk primærelement, særlig en alkali mangancelle. Cellebegeret 17 består da fortrinnsvis av stål og har ved sin øvre kant for plasering av "topseal-tetningen" 5 likeledes ombertlingen ifølge oppfinnelsen. Tetningen 5 har en boring 18 for opptagelse av den negative elektrode 19, og minuskontaktskiven 20, hvis kant er forsynt med en opp-stående flens 21, bertles av ringflensen 16 inn ved tetningselementet sammen med isolasjonskappen 23 og metallmantelen 24. Som bruddanvisning har tetningselementet 5 f. eks. en i og for seg kjent membranventil 22 som reagerer ved plutselig overtrykk, uten herved å trykke tetningen 5 ut av det bertlede stålbeger 17.

Claims (3)

1. Galvanisk primærelement med sylindrisk cellebeger, som er tillukket ved hjelp av et kunststofftetningselement, hvis underside cellebegerets ombertlede kant griper inn i, karakterisert ved at cellebegerets kant er ombertlet minst 140°, maksimalt ca. 190°, fortrinnsvis ca. 170° - ca. 190°, og at bertlesonen formsluttende og avtettende ligger an mot en flensdel på tetningsundersiden over minst' 50°, maksimalt ca.

100°, og at bertlesonens ende selvhemmende er plasert ved en ansats ved tetningselementet.

2. Galvanisk primærelement ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningselementets (5) overside er forsynt med en på dets kant omløpende ringansats (16).

3. Galvanisk primærelement ifølge kravene 1 og 2, karakterisert ved at tetningselementet (5) er forsynt med en bruddanvisning (22).