PL61039B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 28.IV.1967 Szwecja Opublikowano: 25.IX.1970 61039 KI. 21 k§, 3/04 MKP HOlm, 3/04 Wspóltwórcy wynalazku: Arhe Olof Nilsson, Jan-Erik Karlsson Wlasciciel patentu: Svenska Ackumulator Aktiebolaget Jungner, - Oskar- shamn (Szwecja) Separator pomiedzy elektrodami o róznej biegunowosci do ogniwa galwanicznego lub akumulatora oraz sposób umieszczania separatorów w ogniwach galwanicznych lub akumulatorach Wynalazek dotyczy separatora pomiedzy elektro¬ dami o róznej biegunowosci do ogniwa galwanicz¬ nego luib akumulatora oraz sposobu umieszczania separatorów w .ogniwach igalwanicznych lub aku¬ mulatorach.W akumulatorach zasadowych zawierajacych tak zwane elektrody typu komorowego, to [jest elek¬ trody skladajace sie z komór Lub nasadek zro¬ bionych z perforowanej plyty metalowej pokry¬ tej metalem aktywnym, Iprzegrody lub separatory rozmieszczone pomiedzy elektrodami o rózniej bie¬ gunowosci, maja zwykle postac licznych swobod¬ nych pretów izolujacych, wykonanych z 'twardej gumy lub innego korzystnego materialu plastyczne¬ go i rozmieszczone sa w pionowych rowkach w plaszczyznie (bocznej elektrod. IPrety izolujace sa wsuniete w odpowiadajace im rowki, w nastep¬ stwie czego elektrody sa tak ustawione, ze tworza zespól dodatnich lub ujemnych 'elektrod. Sposób reczny mocowania frest czasochlonny i drogi.W ogniwach galwanicznych;, igdzie elektrod^ skla¬ daja sie z porowatej masy ze spiekanych proszków metalicznych i których pory zawieraja metal ak¬ tywny, separatory sa rozmieszczone miedzy elek¬ trodami o odimiennej polaryzacji i zawieraja poro¬ wata, przepuszczajaca elektrolit memlbrane, pokry¬ wajaca calkowicie luib czesciowo powierzchnie bo¬ czna elektrod. Pomimo, ze grubosci tych separato¬ rów sa bardzo male, to powoduja one wzrost w ogniwie opornosci wewnetrznej, równiez utrudnia¬ lo 15 20 25 30 2 ja usuwanie gazów, szczególnie w czasie ladowania.Znane sa rozwiazania pozwalajace zredukowac opornosc elektryczna podwyzszana przez plaskie se¬ paratory w odniesieniu do bardzo cienkich elek¬ trod, mocno przylegajacych pólprzepuszczajacych warstw materialu elektrycznie izolujacego.Znane jest równiez stosowanie zeber jako sepa¬ ratorów elektrod. Nie zmniejszaja one tjedinak do¬ statecznie opornosci wewnetrznej.Wiadomym jest, ze w przypadku litych elektrod polaczyc je mozna okrajgjymi .pokretlami lub .blo¬ kami. Szczególnie stosuje isie takie rozwiazanie w bateriach galwanicznych aktywowanych woda, któ_ rych (elektrody ujemne zawieraja na przyklad mag¬ nez, a dla których pozaidane jest szybkie rozprasza¬ nie wodorotlenku magnezu wytworzonego podczas reakcji elektrochemicznej.W ogniwach zasadowych zawierajacych tak zwa¬ ne elektrody komorowe, poza dotychczas uzywa¬ nymi pretami izolacyjnymi, sa zwykle .uzywane izolujace elektrycznie separatory w ksztalcie pre¬ tów U,, które pokrywaja pionowe strony boków elektrod. Te prety U zwykle sa zrobione z tego samego materialu co prety izolacyjne i podobnie do nich sa montowane recznie, co jest oczywiscie itak pracochlonne jak i drogie.Celem wynalazku jest wyelimiinowanie niedogod¬ nosci omówionych rozwiazan.Cel ten zostal osiagniety idzieki temu, ze co naj¬ mniej czesc elektrod po jednej lub obu ich stcro- 61039*;¦» nach jest zaopatrzona w wlókna z materialu izo¬ luj ajcego elektrycznie.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze elektrody umieszcza sie sukcesywnie na przenosni¬ ku tasmowym, przy czym przenosnik ten przesuwa sie z odpowiednia, predkoscia pod urzadzeniem tloczacym kontrolowanym termostatycznie i zawie¬ rajacym szereg koncówek tloczacych odpowiadaja¬ cych liczbie wlókien wytlaczanych na eieftetrody, a ponadto podaje sie pod cisnieniem zywice termo¬ plastyczna do koncówek tloczacych tak, aby wytlo¬ czyc wlókna separatora na przesuwane elektrody.Sposób bedacy pirzedmiiotem wynalazku zmniej- j^Baspracochloirinosc mocowania pretów izoliujacych; pofk^ip, rowkL*rozmieszczone w bokach elektrod lub prety izolujace ;ljmoga Ibyc iwykikiczone, tak ze wtedy separatory skladaja sie z lancuchów lub ko- raliSców ^swytlec^aj^fch ha jednej lub obu stronach powierzen*** fclifefod wykonanych ze szczelnie przylegajacego materialu izolujacego elektrycznie.IPrzez zacpadJrzenie elektrod w ogniwie w sepa¬ ratory wedlug wynalazku, opornosc jwewnetrzna ogniwa moze byc znacznie zmniejszona, co w wy¬ niku poprajwi charakterystyke obciazenia ogniwa, a )tym samym ulatwi wydobywanie sie gazu.Wynalazek moze byc tez zastosowany w jprzy- "padlku ha~przyMaóTelektród z pro^Ku^rasowanegó" lub litych., iPrety w ksztalcie U moga byc, .takze feamienione na elementy izolacyjne wedlug wynalazku wyko¬ nane z materialu elektrycznie izolujacego, ulozone w poblizu i równolegle z pionowymi krawedziami elektrod, i/lub w poblizu, ramy ze stalowej blachy pokrywanej niklem, . otaczajacej perforowane ko¬ mory z blachy metalowej,.Wynalazek zostanie blizej objasniony, w oparciu o rysunek,, na którym fig. 1 — [przedstawia tak zwane elektrody 'komorowe zawierajace wlókna izolacyjne umieszczone po obydwu stronach elek¬ trody, fig. 2 — widok boczny elektrody wedlug fig. 1,. fig. 3 — przekrój poziomy przez elektrode wedlug fig. II, fig. 4 — przedstawia plaska, spiekana elektroda, zawierajaca wytloczone wlókno, izola¬ cyjne, fig. ;5 —.widokIboczny elektrody wedlug iig. 4, fig. 6— pirzekrój^ptópimy przez elektrode wedlug fig. 4# a fig. 7 18 — przedstawiaja 'urzadzenie do tloczenia zespolów izolacyjihychr Na fig. jl do 3 przedstawiono tak zwane elektro¬ dy komorowe zawierajace poziome komory 1 wy¬ konane z perforowanej blachy imeitalowej i za¬ wierajace material aktywny, komory podtrzymy¬ wane wspólnie przez metalowa rame obejmujaca dwa pionoye mostki miedzyogniwowe 2 i 3, pola¬ czone na swychj^rinych koncach poprzecznych tló- czoiiiyim jDjrefcean^ 4 zaopatrzonym w zeberko laczo¬ we ,5vUs^juowanevpo obu stronach elektrody i roz- niiiesziczonev najprz^ciwjko isiebie wytloczone i .przy¬ czepne wlókna Izolacyjne 6 wykonane z (materialu termoplastycznego i przedluzone nieco ponad i po¬ nizej konców, elektrod, na których to koncach sa polaczone. Wlókna izolacyjne, które sa umieszczone pionowo ponizej zeberka laczacego elektrody, sa polaczone ze &oba tylko ina dolnym koncu elek¬ trody." Wlókna izolacyjne sa wyitlaczahe na elek¬ trode w sposób ciagly, przy uzyciu urzadzenia przedstawianego na fig. 7 i 8. Elektrody JO sa prze- 15 «1039 •¦, . • , : : • \;. . ¦ ¦ 4 - • suwane na przenosniku tasmowym 9 napedzanym przez dwie rolki 7 i 8 w kierunku wskazanym strzalka, z odpowiednia szybkosjcia pod urzadze¬ niem tloczacym 11 kontrolowanym termostatycznie 5 i izawierajajcym szereg koncówek tloczacych 12 do¬ stosowanych .do szerokosci elektrody. Wymagane usytuowanie wlókien izolacyjnych luzysjkuje * sie przez, na przyklad, zastosowanie mikrowylaczników lub fotokomórek. Dla zwiekszenia przyczepnosci wlókien izolacyjnych do elektrod, korzystne jest grzanie elektrod przed wytloczeniem izespolów izo¬ lacyjnych, a to na przyklad przez zastosowanie 'zrc. dla promieniowania? podczerwonego. Wydluza to czas krzepniecia materialu 15 na Wlókno izolacyjne, przez co przenika on w perforacje w komorach elektrody powodujac podwyzszenie przyczepnosci miedzy wlóknamii izolacyjnymi i elektrodami.:- , ; Sltwieordzono, ze korzystnie jest zaopatrywac w wlókna izolacyjne tylko elektrody o ustalonej bie¬ gunowosci, to jest elektrody ujemne z wlóknami 20 izolacyjnymi po obu stronach. Wlókna izolacyjne tloczone sa zasadniczo równolegle do pionowej kra- - ¦' wedzi'- elektrod i 'zasadniczo tloczone do wysokosci, elektrod. Gdy; zespoly izolatorów umieszczone sa po obu stronach elektrod, to jest korzystnie umies- 25 cic te zespoly naprzeciwko siebie i przedluzyc je _niecp poza górny i/lub dolnyjLpjuejc, elefc^pjd J_,E|OZ7 wolic im natrafic na siebie. W ten .sposób zespoly izolacyjne sa zamocowane ,w pozycji, nawet cho¬ ciazby byly obluzowane czesciowo lub calkowicie M w swoich oprawach.Na fig. 7 i 8 przedstawiono urzadzenie do wy¬ twarzania wlókien izolacyjnych, przy czym nie po¬ kazano tutaj sposobu ich nakladania na obie stro¬ ny elektrody. Mozna to wykonaó róznymi sposoba- 35 mi, albo przez wytloczenie zespolów izolacyjnych, najpierw na jednej stronie elektrody przesuwajac urzadzenie w polozeniu poziomym, po czym elek¬ troda zostaje odwrócona i (zaopatrzona w zespoly izolacyjne na drufeiej 'stronie przy uzyciu tego 40 samego urzajdzenia tloczacego lub innego urzadze¬ nia. Moztns, równiez\wykonac w inny sposób, a mia¬ nowicie jednoczesnie zapatrujac obie strony elek- < i trody w elementy izolujace, przy czym w tym przy¬ padku elektrody poruszaja: sie raczej pionowo w 45 góre i w 'dlóft pomiedzy koncówkami tloczacymi urzadzenia ~ tloczacego, przy czym koncówki te umieszczone sa naprzeciwko siebie w odleglosci nieznacznie wiekszej od grubosci elektrody.- W ostatnim przypadku jest mniejsze ryzyko-, ze 50 elementy izolujace beda zdeformowane przed za¬ krzepnieciem, a poza tym [polaczenie zespolów izo¬ lacyjnych iz górnym i dolnym koncem elektrod jest lepsze niz w pierwszym p-rzypiadlku. Alterna¬ tywnie, urzadzenie tloczace moze byc ruchome, zas "55 elektrody nteruchome w czasie procesu tloicJzenia.Jak to [przedstawiono na fig. 1, pionowe mostki miedzyogniwowe 2 i 3 tworzace czesc ramy elek¬ trody sa zaopatrzone w wlókna izolujace, zastepu¬ jace poprzednio uzyte laczniki o ksztalcie U do 60 odizolowania krawedzi elektrody i które to zespoly obejmuja ipionowe krawedzie elektrody. iPole przekroju poprzecznego wytloczonych wló¬ kien izolacyjnych moze miec dowolny ksztalt, je¬ dnak korzystnym jiest, aby zespoly izolacyjne mialy 65 ksztalt cylindryczny lub zblizony do cylindryczne-I '" v"~ ~" ' ~ 5 go. Grufoosc wlókien izolacyjnyicn i odleglosc ich od sasiednich elementów Izmiemia sie (wraz z rodza¬ jem i rozmiarem elektrod.Odnosnie elektrod komorowych wlókna izolacyj¬ ne moga miec grubosc na przyklad 0,7 — ftyO nim tw zaleznosci, która odlegllosc izolacji jest okreslona pomiedzy elektrodami i odleglosc pomiedzy sasied¬ nimi wlóknami izolacyjnymi jest w przyblizeniu 20 — 30 mm. Odnosnie innego typu elektrod, na przyklad spiekanych, które na skutek swej malej grubosci nie mada tego isamego stopnia sztywnosci, co elektrody komorowe, moze byc korzystne zmniej¬ szenie odleglosci pomiedzy wlóknami izolacyjnymi, a to iw celu zmniejszenia prawdopodobienstwa zwarcia. (Na fig. 4 — 6, przedstawione sa elektrody spiekane^ 13 o (Okreslonej biegunowosci, których dwie strony sa zaopatrzone w wytloczone wlókna izolacyjne 14 wedlug wynalazku. Odleglosc pomiie- dzy wlóknami izolacyjnymi jest w tym przypadku w przyblizeniu 10 mim. W przypadku elektrod spiekanych grulbosc wlókien izolacyjnych czesto jest mniejsza niz w przypadku elektrod komoro¬ wych, zwykle okolo 0,5 r- 0,7 mum.Wytlotczka zawiera zywice termoplastyczna z do¬ datkiem substancji zwiekszajacej przyleganie ma¬ terialu. Stwierdzono, ze jednym z materialów ko¬ rzystnych ido tych celów jeft tworzywo termopla¬ styczne, skladajace sie glównie z polietylenu. Przy¬ czepnosc zespolów izolacyjnych do elektrody moze byc jeszcze poprawiona przez grzanie elektrod przed polaczeniem z zespolami izolacyjnymi. Mate¬ rial na zespól izolacyjny moze tez zawierac odpo¬ wiednia zywice termoutwardzalna, ina przyklad zy¬ wice epoksydowa, która naklada sie na elektrody w kombinacji z odpowiednim skladnikiem utwar¬ dzaja-cym. Dla przyspieszenia procesu twardnienia wskazanym jest wygrzewac elektrode promienio¬ waniem podczerwonymi przed lub po nalozeniu zes- poilu izolacyjnego. PL

Claims (2)

1. Z a s t r z e z e n i a p a t e n t o w e 1. Separator pomiedzy elektrodami o róznej bie¬ gunowosci do ogniwa galwanicznego lub akumula¬ tora, znamienny tym, ze co najmniej czesc elek- 6 trod (10), (13) po jednej lufo obu ich stronach jest zaopatrzona w wlókna (6), (14) z materialu izolujacego elektrycznie. 5 2. Separator wadlliug zastrz. lj, znamienny tym, ze wlókna (6), (14) sa wykonane z materialu plas¬ tycznego, topiiwego, przyczepnego do elektrod (10), (13). 3, 'Separator wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze wlókna (6), <14) sa wykonane z zywicy termo¬ utwardzalnej, przyczepnej do elektrod (10), |(13). 4. Separator wedliu/g zastrz, 1 — 3, zniamienny tym, ze wytloczone wlókna (6), (14) sa usytuowane za¬ sadniczo równolegle do pionowych krawedzi bocz¬ nych elektrod (10), (13) wzdluz wiekszej czesci jej dlugosci- ' i5. Separator wedlug zastrz. 1 — 4, znamienny 20 tym, ze elektrody (10), (13) o okreslonej bieguno¬ wosci sa zaopatrzone po obu stronach w wytloczo¬ ne wlókna (6), (14) umieszczone naprzeciw siebie i polaczone na górnej i/iluib dolnej krawedzi elek¬ trod (10), (13). 25 6. Sposób umieszczania separatorów na elektro¬ dach do ogniw galwanicznych lulb akumulatorów wedlug zastrz. 1,, znamienny tym, ze elektrody (10), (13) umieszcza sie sukcesywnie na przenosniku tas- 30 mowym (9), przy czym przenosnik ten przesuwa sie z odpowiednia predkoscia pod urzadzeniem tlo¬ czacym (11) kontrolowanym termostatycznie i za¬ wierajacym szereg koncówek tloczacych 1(12), odpo¬ wiadajacych liczbie wlókien (6), (14) wytlaczanych 35 na elektrody (10), (13), a ponadto podaje sie pod cisnieniem zywice termoplastyczna do koncówek tloczacych (12) talk, alby wytloczyc wlókna (6), '(14) separatora na przesuwane elektrody (10), (13). 40 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze umieszcza sie w miejsce przenosnika tasmowego (9) nieruchoma podstawe i przesuwa koncówki tlocza¬ ce <12) wzgledem ulozonych na niej elektrod (10), (13).KI. 21 k», 304 61039 MKP H 01 m, 3/04 O) 0O| OT iii CNJ OT < _* .

2. ) OT ¦J- 2^3 <3 Cl Ol uli CO ZG „Ruch" W-wa, zam. 862-70 nakl. 240 egz. PL