SE416008B - MAINTENANCE-FREE NORMALLY CLOSED ELECTROCHEMICAL CELL FOR A BLYACKUMULATOR - Google Patents

MAINTENANCE-FREE NORMALLY CLOSED ELECTROCHEMICAL CELL FOR A BLYACKUMULATOR

Info

Publication number
SE416008B
SE416008B SE7109853A SE985371A SE416008B SE 416008 B SE416008 B SE 416008B SE 7109853 A SE7109853 A SE 7109853A SE 985371 A SE985371 A SE 985371A SE 416008 B SE416008 B SE 416008B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
separator
cell
plates
electrolyte
lead
Prior art date
Application number
SE7109853A
Other languages
Swedish (sv)
Inventor
D H Mcclelland
J L Devitt
Original Assignee
Gates Rubber Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22041039&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=SE416008(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Gates Rubber Co filed Critical Gates Rubber Co
Publication of SE416008B publication Critical patent/SE416008B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/68Selection of materials for use in lead-acid accumulators
    • H01M4/685Lead alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34Gastight accumulators
    • H01M10/342Gastight lead accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/68Selection of materials for use in lead-acid accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • H01M50/434Ceramics
    • H01M50/437Glass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491Porosity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0005Acid electrolytes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

7109853-7. utnyttjat hölje, till vilket elektrolyten sättes vanligtvis i form av en fri vätska. Behållaren innehåller vanligtvis en tryckavlast- ningsventil, som öppnas vid en mycket låg tryckskillnad för att tillåta avgång av frigivna gaser trots försök att minska elektrolyt- förångningen. Vattenförluster i samband med gasutsläppningen ger en förlust av cellens kapacitet i amperetimmar. 7109853-7. utilized casing, to which the electrolyte is usually added in the form of a free liquid. The container usually contains a pressure relief valve, which opens at a very low pressure difference to allow the release of released gases despite attempts to reduce the electrolyte evaporation. Water losses in connection with the gas discharge result in a loss of the cell's capacity in ampere hours.

I typiska fall är plattorna av denna typ tämligen tjocka, och plattorna är ibland armerade medelst ramar och har en'liten geometrisk yta per amperetimme kapacitet. Utnyttjandet av det aktiva materialet minskar därför särskilt vid höga urladdningsgrader. Tjocka separatorer måste därför anordnas tillsammans med de tjocka plattorna, vilket innebär en hög inre resistans.Typically, the plates of this type are rather thick, and the plates are sometimes reinforced by frames and have a small geometric area per ampere-hour capacity. The utilization of the active material therefore decreases, especially at high discharge rates. Thick separators must therefore be arranged together with the thick plates, which means a high internal resistance.

Alla kända bly-syraceller, inbegripande de underhållsfría cellerna, framställes på ett sådant sätt, att plattorna får struk- turell integritet för att vara självbärande. Följaktligen innehåller gallren i de underhållsfria cellerna vanligtvis minst 0,l% kalcium eller någon annan förorening, beräknat på blyvikten. Användningen av sådana föroreningar i större mängder än 0,11 kommer att ge strukturell integrietet, så att plattorna blir självbärande. Dessa föroreningsmängder användes trots det faktum, att närvaron av denna mängd kalcium eller annan förorening leder till en minskning av blyets ledningsförmåga med ty åtföljande ökning av cellens inre resístns. Detta leder i sin tur till en passivering av blygallret till följd av alstringen av ett isolerande skikt mellan ytan och det aktiva materialet under långvarig laddning.All known lead-acid cells, including the maintenance-free cells, are made in such a way that the plates have structural integrity to be self-supporting. Consequently, the grids in the maintenance-free cells usually contain at least 0.1% calcium or some other contaminant, calculated on the lead weight. The use of such contaminants in amounts greater than 0.11 will provide structural integrity, so that the plates become self-supporting. These amounts of contaminants are used despite the fact that the presence of this amount of calcium or other contaminants leads to a decrease in the conductivity of lead with a concomitant increase in the internal resistance of the cell. This in turn leads to a passivation of the lead grid due to the generation of an insulating layer between the surface and the active material during prolonged charging.

Separatorer har vanligtvis framställts styva och starka för att skilja plattorna. Detta är nödvändigt, eftersom plattorna ibland slår sig och förvränges och eftersom separatorerna måste ha för- mågan att hålla plattorna skilda åt._Å andra sidan har separatorerna konstruerats så, att de innehåller en tillräcklig mängd elektrolyt för att ge väte- och bisulfatjoner och vatten för upprätthållande av den elektrokemiska reaktionen. Ibland användes en gelad elektrolyt i kombination med styva korrugerade separatorer. Separationen av plattorna upprätthålles, men denna konstruktion ökar cellens inre resistans på grund av att gelen minskar diffusionshastigheten förd jonerna i elektrolyten. Den gelade elektrolyten ger också sämre kontakt mellan plattornas yta och den aktiva elëktrolyten, när gas frigöras vid plattorna.Separators have usually been made stiff and strong to separate the plates. This is necessary because the plates sometimes fold and distort and because the separators must have the ability to keep the plates separate. On the other hand, the separators have been designed to contain a sufficient amount of electrolyte to provide hydrogen and bisulfate ions and water for maintaining the electrochemical reaction. Sometimes a gelled electrolyte is used in combination with rigid corrugated separators. The separation of the plates is maintained, but this construction increases the internal resistance of the cell due to the fact that the gel reduces the diffusion rate carried by the electrolyte. The gelled electrolyte also provides poorer contact between the surface of the plates and the active electrolyte, when gas is released at the plates.

Cykellivslängden för underhâllsfria celler begränsas av vatten- '7109853~7 och elektrolytförluster till följd av gasfrigöring, eftersom de av underhållsfri typ varande cellerna generellt icke har anordningar för tillföring av ersättningsvatten. Trots att man försökt minska förlusterna genom användning av material med höga väte- och höga syreöverspänningar och genom begränsning av laddningen för att för- hindra överladdning, är det känt att en viss grad av överladdning erfordras vid den positiva plattan för att man skall kunna bibehålla användningen-av det aktiva materialet. Under denna överladdning kommer en,del gas att frigöras, och i typiska fall är den underhålls- fria cellen därför-försedd med ett ventilationsavlopp ovanför separator- och plattstrukturen. Ett sådant ventilationsavlopp gör, att cellen icke kan användas i alla tänkbara lägen. Elektrolytför- lust från cellen kan dessutom uppstå, om cellen användes i alla tänkbara lägen och i synnerhet under gasfrigöringen.The life cycle of maintenance-free cells is limited by water and electrolyte losses due to gas release, since the maintenance-free cells generally do not have replacement water supply devices. Although attempts have been made to reduce losses by using materials with high hydrogen and high oxygen overvoltages and by limiting the charge to prevent overcharging, it is known that a certain degree of overcharging is required at the positive plate in order to maintain use. -of the active material. During this supercharging, some gas will be released, and typically the maintenance-free cell is therefore provided with a ventilation drain above the separator and plate structure. Such a ventilation drain means that the cell cannot be used in all conceivable situations. In addition, electrolyte loss from the cell can occur if the cell is used in all conceivable positions and especially during the gas release.

För att övervinna nackdelarna hos de konventionella underhålls- fria bly-syrabatterierna är det ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma en sådan underhållsfri bly-syracell, som har unika strukturella drag, som möjliggör användningen av en relativt ringa föroreningsgrad i blygaller, som har hög renhet och är icke-själv- bärande. _ Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en konstruk- tion, som ger en förbättrad hög energi per volymenhet och per vikt- enhet inom ett vidsträcktare område av urladdningsförhållanden och hög effekt per volymenhet och per viktenhet vid låg impedans. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en under- hållsfri bly-syracell, som har anordningar för áterbindning av vid den positiva plattan rrigjort syre och för minskning av vätefrigiv- ningen för att därigenom möjliggöra en betydande överladdning. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkommaaen underhålls- fri bly-syracell, som är användbar i vilket som helst orienterings- läge utan risk för utläckning av elektrolyt eller ändring av de elektriska driftsegenskaperna.To overcome the disadvantages of the conventional maintenance-free lead-acid batteries, it is an object of the invention to provide such a maintenance-free lead-acid cell which has unique structural features which enable the use of a relatively low degree of contamination in lead lattices which have high purity and is non-self-supporting. Another object of the invention is to provide a design which provides an improved high energy per unit volume and per unit weight within a wider range of discharge conditions and high power per unit volume and per unit weight at low impedance. Yet another object of the invention is to provide a maintenance-free lead-acid cell which has devices for reconnecting oxygen enriched at the positive plate and for reducing the hydrogen release in order thereby enabling a significant overcharging. Yet another object of the invention is to provide a maintenance-free lead-acid cell which is useful in any orientation position without the risk of electrolyte leakage or alteration of the electrical operating characteristics.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en underhâllsfri cell, som icke kräver extra tillsättning av elektrolyt eller reglering av elektrolytmängden under cellens användbara livs- längd.A further object of the invention is to provide a maintenance-free cell which does not require additional addition of electrolyte or regulation of the amount of electrolyte during the useful life of the cell.

Cellerna enligt föreliggande uppfinning utnyttjar mycket tunna, flexibla, strukturellt fria, icke-självbärande galler, som kan ha formats i diverse former. Det i gallren utnyttjade blyet har en bättre renhet än 99,9! och innehåller intet material för att öka 7109853-'7 styvheten, varför någon åtföljande minskning av väte- eller syre- överspänningen icke erhålles. Gallren är pasterade med material, som liknar materialen i konventionella pasterade celler, men unika variationer är tillgängliga för förenkling av cellkonstruktionen.The cells of the present invention utilize very thin, flexible, structurally free, non-self-supporting grids, which may have been formed into various shapes. The lead used in the grids has a better purity than 99.9! and contains no material to increase the stiffness, so that no concomitant reduction in hydrogen or oxygen overvoltage is obtained. The grids are pasteurized with materials similar to the materials of conventional pasteurized cells, but unique variations are available to simplify cell construction.

Kraftigt kvarhållande och porösa, flexibla separatorer placeras I mellan plattor av motsatt polaritet, och dessa separatorer är till- sammans med plattorna möjliga att stapla eller forma eller linda; spiralformigt samt innesluta i en behållare, som kan ha en mångfald utformningar och former. Separatorerna är högabsorberande och har förmågan att kvarhâlla elektrolyten i intim beröring med plattorna oavsett cellens inriktningsläge. Cellen kan därför användas iívilket som helst läge.Highly retaining and porous, flexible separators are placed between plates of opposite polarity, and these separators together with the plates are possible to stack or shape or wrap; spiral and enclose in a container, which can have a variety of designs and shapes. The separators are highly absorbent and have the ability to retain the electrolyte in intimate contact with the plates regardless of the alignment position of the cell. The cell can therefore be used in any position.

Ett centralt ventilationsrör kan placeras i cellen i närheten av centrum av den av plattor och separator bestående massan. Ventila- tionsanordningen är försedd med en tryckavlastningsventil, som normalt kraftpâverkas till ett slutet läge och som aktiveras enbart vid överdrivet gastryckß exempelvis under överladdning eller vid extremt hög temperatur. I vanliga fall är tryckavlastningsventilen emellertid sluten under cellens normala relativt höga driftstryck.A central ventilation pipe can be placed in the cell near the center of the mass of plates and separator. The ventilation device is provided with a pressure relief valve, which is normally actuated to a closed position and which is activated only at excessive gas pressure, for example during overcharging or at extremely high temperatures. In normal cases, however, the pressure relief valve is closed under the normal relatively high operating pressures of the cell.

Neutralisationsanordningar finnes för att neutralisera eventuella avgående syradroppar, som kan vara infângade i den avgående gasen.Neutralization devices are provided to neutralize any outgoing acid droplets that may be trapped in the outgoing gas.

Cellen arbetar i ett "svältfött" tillstånd med praktiskt taget ingen icke-absorberad elektrolyt. Plattorna har aktiva kanter, som är exponerade för gasvolymen. Den negativa plattans kapacitet (Ah) är större än den positiva plattans kapacitet, så att den positiva plattan kan överladdas före den negativa plattan. Syre, som kan av- givas under överladdningen, kommer sålunda att kunna diffundera och återbindas vid de exponerade partierna av den negativa plattan.The cell operates in a "starvation" state with virtually no unabsorbed electrolyte. The plates have active edges, which are exposed to the gas volume. The capacity of the negative plate (Ah) is greater than the capacity of the positive plate, so that the positive plate can be supercharged before the negative plate. Oxygen, which can be released during the supercharging, will thus be able to diffuse and reconnect at the exposed portions of the negative plate.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hän- visning till de bifogade ritningarna. Fig l visar i perspektiv och sektion alla komponenterna i en sammansatt cell enligt föreliggande uppfinníngrig 2 visar en parcieiic upnlindad Spiralkønstruktion, som består av de positiva och negativa gallren och en mellanliggande separator. Fig 3 visar en cell av typen med staplade komponenter, varvid delarna förts isär. Fig U-6 visar tre diagram, i vilka kända celler och bly-syracellerna enligt uppfinningen jämföras med varandra i vissa avseenden.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 shows in perspective and section all the components of a composite cell according to the present invention. 2 shows a partially wound spiral construction, which consists of the positive and negative grids and an intermediate separator. Fig. 3 shows a cell of the type with stacked components, the parts being taken apart. Figures U-6 show three diagrams in which known cells and the lead-acid cells according to the invention are compared with each other in certain respects.

För att börja med blygallret 10 har detta enligt uppfinningen formen av en böjlig, icke-självbärande och icke-armerad struktur.To begin with, the lead grid 10 according to the invention has the form of a flexible, non-self-supporting and non-reinforced structure.

Det föredragna enligt uppfinningen är att använda i huvudsak rent 7109853-7 bly av sträckmetalltyp, vilket ytterligare minskar gallrets själv- bärningsförmåga och vilket minskar dess vikt. Med hänsyn till strukturen kan uppenbarligen andra typer av icke-självbärande galler utnyttjas, t ex tunna böjliga blyark eller tunna gjutna galler eller blyfolier. Ett sträckblygaller föredrages emellertid.It is preferred according to the invention to use substantially pure expanded metal type lead, which further reduces the self-carrying capacity of the grid and which reduces its weight. With regard to the structure, obviously other types of non-self-supporting grids can be used, such as thin flexible sheet sheets or thin cast grids or lead foils. However, a stretch lead grid is preferred.

Grundgallret enligt föreliggande uppfinning skiljer sig från det normala gallret i bly-syraceller av underhållsfri typ. Enligt föreliggande uppfinning består gallret avbly meå mycket hög renhet. Såsom ovan påpekats innehåller blyet i de vanliga under- hållsfria bly-syracellerna en tillräcklig mängd föroreningar för att ge gallret strukturell integritet, så att det är självbärande.The base grid of the present invention differs from the normal grid in maintenance-free type lead-acid cells. According to the present invention, the grid consists of lead of very high purity. As pointed out above, the lead in the usual maintenance-free lead-acid cells contains a sufficient amount of impurities to give the grid structural integrity so that it is self-supporting.

Förekomsten av föroreningar är varken nödvändig eller önskvärd i gallret enligt föreliggande uppfinning. Enligt uppfinningen utnyttjas bly, som innehåller endast mycket små mängder föroreningar,såsom kalcium, varvid dessa föroreningar generellt ingår i en mängd av under 0,02 vikt%, beräknat på blyets vikt. Den ringa mängden förore- ningar minskar gasfrigöringen vid plattan men tillåter bildningen av kärnbildningspunkter för en kornstruktur, så att minimal kornstorlek kan uppnås. Denna förfining av kornstrukturen är också fördelaktig i det att man härigenom erhåller en minskning av korrosionen vid det positiva gallret. Eftersom gallren enligt föreliggande uppfinning icke är självbärande, kan man använda bly av de kommersiellt till- gängliga renhetsgraderna 99,991 eller bättre. Av detta skäl är det möjligt att inskaffa och använda bly av en renhet av 99,992 eller t o m 99,9999%, ehuru kostnaden härigenom ökas något. Den ökade kostnaden kan emellertid vara berättigad för att minska andra skadliga effekter, som erhålles av föroreningarna.The presence of contaminants is neither necessary nor desirable in the grid of the present invention. According to the invention, lead is used which contains only very small amounts of impurities, such as calcium, these impurities generally being present in an amount of less than 0.02% by weight, calculated on the weight of lead. The small amount of contaminants reduces the gas release at the plate but allows the formation of nucleation points for a grain structure, so that minimal grain size can be achieved. This refinement of the grain structure is also advantageous in that a reduction in the corrosion at the positive grid is thereby obtained. Since the grids of the present invention are not self-supporting, lead of the commercially available purity grades 99,991 or better can be used. For this reason, it is possible to procure and use lead of a purity of 99.992 or even 99.9999%, although the cost is thereby slightly increased. However, the increased cost may be justified in order to reduce other harmful effects of the pollutants.

Ett föredraget legeringselement är kalcium, varvid en så ringa mängd som 0,001 vikt% kalcium användes i blyet. Det är möjligt att använda denna ringa mängd, eftersom andra åtgärder utnyttjas för att ge gallret strukturell integritet. Visserligen kan så små mängder som 0,001 vikt% användas, men man bemödar sig att minska halten till mindre än 0,03 vikt% och ned till så litet som 0,006 vikt%, medan en mängd av 0,01% är helt acceptabelt. Andra material, t ex silver, koppar, arsenik och tellur, är effektiva såsom kärnbildningsmedel för förfining av kornstorleken. Silver kan användas i mängder av 0,005-0,1 viktß. Om koppar användes såsom kärnbildningsmedel, användes kopparn i en mängd av 0,001-0,1 viktß. Arsenik användes i en mängd av 0,002-0,1 vikt%, och tellur användes i en mängd av 0,002-0,1 viktß.A preferred alloying element is calcium, with as little as 0.001% by weight of calcium being used in the lead. It is possible to use this small amount, as other measures are used to give the grid structural integrity. Although amounts as low as 0.001% by weight can be used, efforts are made to reduce the content to less than 0.03% by weight and down to as little as 0.006% by weight, while an amount of 0.01% is perfectly acceptable. Other materials, such as silver, copper, arsenic and tellurium, are effective as nucleating agents for refining grain size. Silver can be used in amounts of 0.005-0.1% by weight. If copper was used as the nucleating agent, the copper was used in an amount of 0.001-0.1% by weight. Arsenic is used in an amount of 0.002-0.1% by weight, and tellurium is used in an amount of 0.002-0.1% by weight.

En relativt liten mängd, jämfört med vad som återfinnas i det vanliga 7109853-7 underhållsfria bly-syrabatteriet, användes och ger en minskning av sannolikheten för passivering och dessutom sannolikheten för korrosion.A relatively small amount, compared to that found in the standard maintenance-free lead-acid battery, is used and provides a reduction in the likelihood of passivation and also the likelihood of corrosion.

Gallren 10 för användning i samband med föreliggande uppfinning kan framställas genom gjutning, prägling, smidníng eller perforering av blyfolieark. Ett föredraget sätt är att "expandera" eller sträcka kokillgjuten blyplåt och sedan utskära denna sträckmetall i önskad form. Strängtjockleken för sträckgallret är av viss betydelse särskilt i den positiva plattan, eftersom plattan måste vara så tunn som är skäligt men måste ha åtminstone gallersträngarnas tjock- lek. Gallersträngarna i den positiva plattan omvandlas emellertid långsamt från bly till blydioxid, och om strängtjockleken är alltför ringa, kommer strängarna att så småningom omvandlas till oxid och kommer gallret icke längre att på korrekt sätt fungera såsom en strömsamlare. Normalt är det lämpligt att ha en strängtjocklek av 0,0508-1,14 cm när plattorna ll har en tjocklek av 0,0508-1,52 cm.The grids 10 for use in connection with the present invention can be made by casting, embossing, forging or perforating lead foil sheets. A preferred method is to "expand" or stretch die cast lead sheet and then cut out this expanded metal into the desired shape. The strand thickness of the stretch grid is of some importance especially in the positive plate, since the plate must be as thin as is reasonable but must have at least the thickness of the grid strings. However, the grid strands in the positive plate are slowly converted from lead to lead dioxide, and if the strand thickness is too small, the strands will eventually be converted to oxide and the grid will no longer function properly as a current collector. Normally it is suitable to have a strand thickness of 0.0508-1.14 cm when the plates 11 have a thickness of 0.0508-1.52 cm.

Tunnare plattor ll kan dessutom utnyttjas mera effektivt, särskilt vid högre urladdningsgrader. Tunnare plattor minskar också den inre resistansen i en cell med en given kapacitet (Ah), eftersom en mot- svarande ökning av plattornas geometriska yta erhålles. Det är helt uppenbart, att plattorna i cellen enligt uppfinningen drastiskt skiljer sig från plattorna i andra celler genom att plattorna ll är icke-självbärande men ändå ger vida bättre egenskaper.Thinner plates ll can also be used more efficiently, especially at higher discharge rates. Thinner plates also reduce the internal resistance of a cell with a given capacity (Ah), since a corresponding increase in the geometric surface of the plates is obtained. It is quite obvious that the plates in the cell according to the invention differ drastically from the plates in other cells in that the plates 11 are non-self-supporting but still give far better properties.

Visserligen kan konventionella pasteringsmetoder utnyttjas, men vissa skillnader är värdefulla och leder till ett förbättrat resultat. Ett material, som består i huvudsak av 75 vikt! b1y(II)- oxid och 25 vikt% blyrött (Pb30u), kan användas för den positiva plattan. Såsom är välkänt kan extra komponenter användas, t ex någon typ av skrymmande medel, t ex 0,05-0,2 vikt%. Pastans eller massans densitet i cellen enligt uppfinningen skall vara något högre än för andra typer av underhållsfría bly-syraplattor, för att man härigenom skall erhålla bästa uppträdandeegenskaper. Ett förhållande mellan vikten av den aktiva massan och gallret av l:0,6 till l:l,5 är acceptabelt. Såsom förklaras i det följande är det viktigt, att plattans aktiva massa skall täcka plattornas kanter 12. Särskilt vid den nega- tiva plattan är det viktigt, att pastan eller massan och icke det _ massiva gallret är exponerat vid kanterna. Till den ovan angivna blandningen sättes en tillräcklig mängd vatten för att den färdiga pastan skall innehålla 3,6-0,8 g pasta per kubikcentimeter blandning.Although conventional pasteurization methods can be used, some differences are valuable and lead to an improved result. A material, which mainly consists of 75 weight! b1y (II) oxide and 25% by weight lead red (Pb30u), can be used for the positive plate. As is well known, additional components can be used, eg some type of bulking agent, eg 0.05-0.2% by weight. The density of the paste or pulp in the cell according to the invention should be slightly higher than for other types of maintenance-free lead-acid plates, in order to thereby obtain the best performance properties. A ratio between the weight of the active mass and the grid of 1: 0.6 to 1: 1.5 is acceptable. As explained below, it is important that the active mass of the plate should cover the edges of the plates 12. Especially with the negative plate it is important that the paste or mass and not the solid grid is exposed at the edges. To the above mixture is added a sufficient amount of water for the finished paste to contain 3.6-0.8 g of paste per cubic centimeter of mixture.

Pastablandningen utsprides på blygallret för att bilda en full- 7109853-7 ständigt täckt platta ll, och i fråga om sträckmetallgaller skall icke blott hålen i gallret fyllas utan skall även en beläggning bildas på vardera sidan. Ett kascheratreller belagt galler är fort- farande icke självbärande, och detta gäller oavsett om pastan eller massan är våt eller har torkat.The paste mixture is spread on the lead grid to form a completely covered plate 11, and in the case of expanded metal grids not only the holes in the grid are to be filled but also a coating is to be formed on each side. A laminated grating is still non-self-supporting, and this applies regardless of whether the paste or mass is wet or has dried.

De negativa och positiva plattorna ll är utformade på i huvud- sak samma sätt under utnyttjande av ett smidigt flexibelt bly för gallret. I cellen kan det negativa blygallret beläggas med en lik- nande typ av pasta, som består väsentligen av 80% bly(II)oxíd och huvudsakligen 17 vikt% av små fria blypartiklar. Till detta kan man sätta ca l-3 vikt% av material av expandertyp, vanligtvis barïumsulfat, kimrök Och material av expansionstyp, t ex ligno- sulfonat. Till denna blandning sättes koncentrerad svavelsyra och vatten för att bilda ett pastaformigt material med en densitet av 3,6-ü,8 g/cm3. Den negativa plattan bör ha något större kapacitet än den positiva plattan, men eftersom de båda plattorna normalt har un- gefär samma utnyttjandegrad bör den negativa plattan ha 10-30% större mängd aktivt material än den positiva plattan.The negative and positive plates 11 are designed in essentially the same way using a flexible flexible lead for the grid. In the cell, the negative lead lattice can be coated with a similar type of paste, which consists essentially of 80% lead (II) oxide and mainly 17% by weight of small free lead particles. To this can be added about 1-3% by weight of expander-type material, usually barium sulphate, carbon black. And expansion-type material, eg lignosulfonate. To this mixture is added concentrated sulfuric acid and water to form a pasty material having a density of 3.6 -μ.8 g / cm3. The negative plate should have a slightly larger capacity than the positive plate, but since the two plates normally have approximately the same degree of utilization, the negative plate should have 10-30% more active material than the positive plate.

Ett separatormaterial 14 utnyttjas, och detta skall icke blott skilja de intilliggande plattorna från varandra utan måste även ha en tillräcklig porositet och tillräcklig kvarhållningsförmåga för att kunna i sig innesluta praktiskt taget all elektrolyt, som är nödvändig för att understödja de elektrokemiska reaktionerna. Följ- aktligen är en viktig del av uppfinningen utnyttjandet av ett separa- tormaterial med mycket högt vätningsvärme, SOW Underlättar kvarhållflínå av elektrolyten i separatorns mellanrum utom för en liten mängd elektrolyt, som befinnerïgig i.porsrna av plattorna ll. Det är viktigt, att det i denna cell finnes i huvudsak ingen fri elektrolyt utom den elektrolyt, som kvarhâlles inne i själva separatormaterialet.A separator material 14 is used, and this must not only separate the adjacent plates from each other but must also have a sufficient porosity and sufficient retention capacity to be able to contain in itself practically all the electrolyte necessary to support the electrochemical reactions. Accordingly, an important part of the invention is the use of a separator material with very high wetting heat, SOW facilitates retention of some of the electrolyte in the spacer of the separator except for a small amount of electrolyte present in the pores of the plates 11. It is important that in this cell there is essentially no free electrolyte other than the electrolyte retained inside the separator material itself.

Såsom förklaras i det följande har olika utformningar beskrivits; som ger möjlighet till att en viss mängd fri elektrolyt kan bildas i cellen antingen på grund av överdriven gasalstring eller på grund av att elektrolyten drives ut ur separatorn vid andra orienteringe- lägen än cellens upprättstående läge. Ett av de föredragna utföríngs- exemplen på cellen har därför ett separatormaterial 14, som sträcker sig både upp över och ned under plattorna för att komma i beröring med åtminstone den undre eller den övre innerytan i behållaren eller fodret. En alternativ utformning skulle därför vara ett separa- tormaterial, som omgiver det yttersta skiktet av plattorna och som står i beröring med minst.en inneryta i behållaren eller fodret. Vid 7169353-'7 en sådan utformning skulle den fria elektrolyten på nytt absorberas av separatorerna. De flesta välkända separatormaterial, t ex mikro- poröst gummi, polyvinylklorid, polyolefiner och fenolhartsimpregnerat papper, kan användas i cellen enligt uppfinningen.As explained below, various designs have been described; which allows a certain amount of free electrolyte to be formed in the cell either due to excessive gas generation or due to the electrolyte being expelled from the separator at orientation positions other than the upright position of the cell. One of the preferred embodiments of the cell therefore has a separator material 14, which extends both upwards and downwards under the plates to come into contact with at least the lower or the upper inner surface of the container or liner. An alternative design would therefore be a separator material, which surrounds the outermost layer of the plates and which is in contact with at least one inner surface of the container or liner. In such a design, the free electrolyte would be reabsorbed by the separators. Most well-known separator materials, such as microporous rubber, polyvinyl chloride, polyolefins and phenolic resin impregnated paper, can be used in the cell of the invention.

Det föredragna separatormaterialet är ett icke-vävt, kort- fibrigt fiberglasmaterial med mycket liten fiberdiameter. Fiberglas- ark av sådant material har en extremt stor ytarea och en motsvarande ringa fiberdiameter, så att arken har förmågan att kvarhâlla elektro- lyten i själva separatorn. För att uppnå maximalt vätningsvärme ut- nyttjas ett mikrofint fiberfilament med hög ytarea per viktenhet eller en oorienterad glasfibermatta. Detta material har en hög elektrolytkvarhållningsförmågae per volymenhet material och är också mycket böjlig. Dessa materials fiberdiameter ligger i området 0,2-10 pm och materialen har en ytarea av ca 0,1-20 m2 per gram kisel- dioxid. Ett sådant material har en så hög porositet som 85-95%.The preferred separator material is a nonwoven, short fiber fiber glass material having a very small fiber diameter. Fiberglass sheets of such material have an extremely large surface area and a correspondingly small fiber diameter, so that the sheets have the ability to retain the electrolyte in the separator itself. To achieve maximum wetting heat, a microfine fiber filament with a high surface area per unit weight or an unoriented fiberglass mat is used. This material has a high electrolyte retention capacity per unit volume of material and is also very flexible. The fiber diameter of these materials is in the range 0.2-10 μm and the materials have a surface area of about 0.1-20 m2 per gram of silica. Such a material has a porosity as high as 85-95%.

Denna mycket stora ytarea och det höga vätningsvärmetför.elektnflytsva- u -velsyras vätning ærglaset resulterar 1 en separator, som har en mycket hög elektrolytkvarhållningsförmåga, beräknat på separatorns volym. Trots att detta separatormaterial 14 icke är tillräckligt fysikaliskt starkt för att kunna tjänstgöra såsom separatorer i kända och konventionella underhållsfria blyceller, är styrkan till- räcklig för cellen enligt föreliggande uppfinning, eftersom separatorn i cellen enligt uppfinningen icke behöver ha samma fysikaliska styrka som i konventionella celler, emedan plattorna icke har någon benägenhet att slå sig under cykellivslängden. Ibke heller före- kommer de därmed förbundna problemen i samband med konventionella stela galler och polbultkonstruktioner.This very large surface area and the high wetting heat for the electrolytic va surface sulfuric acid wetting tube results in a separator which has a very high electrolyte retention capacity, calculated on the volume of the separator. Although this separator material 14 is not physically strong enough to serve as separators in known and conventional maintenance-free lead cells, the strength is sufficient for the cell of the present invention, since the separator in the cell of the invention need not have the same physical strength as in conventional cells. , because the plates have no tendency to settle during the cycle life. Ibke also has the associated problems in connection with conventional rigid grilles and pole bolt constructions.

Cellen kan framställas på konventionellt sätt, varvid plattor och separatorer staplas omväxlande med önskad form. Sådana plattor och separatorer kan staplas och pressas till det önskade trycket samt placeras i en behållare 15, vilket resulterar i en konventionell konstruktion med parallella plattor. Föredraget enligt uppfinningen är emellertid användningen av en sammanhängande lång ensam remsa av varje platta ll och separator lä och att spiralformigt upplinda dessa båda material på sig själva för att uppnå en elektrisk kontinui- tet inom plattan. Rullningen eller lindningen utföres under spänning för att upprätthålla en sammantryckning av cellinnehâllet; En så ringa dragspänning som 3U,5 kPa kan användas. En lindningsspänning ca 275 kPa föredraåes för att möjliggöra en svag sammanpressning av separatorn lü och för att bringa den fuktiga plattan 10 att ansluta 7109853-7 sig till separatorn. Aggregatet 16 -lindas innan plattorna har haft tillräcklig tia 'för torkningy- De spíralformíst lindade kcmponenterna.l6 kan formas till cylindrisk, oval eller rektangulär form för att man skall kunna välja den önskade slutfopmen. Oavsett den form, som delaggregatet 16 har före torkningen, kommer den kontinuerliga plattstrukturen att bibehållas. Till de negativa och positiva plattorna fästes sedan separata ledningsanslutníngsöron 17.The cell can be manufactured in a conventional manner, whereby plates and separators are stacked alternately with the desired shape. Such plates and separators can be stacked and pressed to the desired pressure and placed in a container 15, resulting in a conventional construction with parallel plates. Preferred according to the invention, however, is the use of a continuous long single strip of each plate 11 and separator 1a and to helically wind these two materials on themselves in order to achieve an electrical continuity within the plate. The rolling or winding is performed under tension to maintain a compression of the cell contents; A tensile stress as low as 3U, 5 kPa can be used. A winding voltage of about 275 kPa is preferred to enable a slight compression of the separator 11 and to cause the damp plate 10 to connect to the separator. The assembly 16 is wound before the plates have had sufficient time for drying. The helically wound components 16 can be formed into a cylindrical, oval or rectangular shape in order to be able to select the desired final shape. Regardless of the shape of the subassembly 16 prior to drying, the continuous plate structure will be maintained. Separate wire connection ears 17 are then attached to the negative and positive plates.

En överlägsen strömfördelning är tillgänglig genom fabriceringen av det kontinuerliga bandet. Såsom förklaras i det följande är det före- Hraget att separatormateríal 14 sträcker sig upp och ned från de positiva och negativa plattornas aktiva kanter för att underlätta återbindningsmekanismen.A superior current distribution is available through the fabrication of the continuous belt. As explained below, it is preferred that separator material 14 extend up and down from the active edges of the positive and negative plates to facilitate the bonding mechanism.

Efter lindningen är nästa steg av förfarandet en hårdgöring av plattorna ll eller en vattenhårdningsprocess, såsom man benämner detta steg i fackkretsar. Hårdgöríngen kan lämpligen utföras vid en ganska låg temperatur av 35°C. Det är emellertid viktigt, att hård- göringen sker i en reglerad fuktighet av väsentligen 100%. Under hårdgöringen omvandlas Pb0 till blyhydroxid, som vanligtvis anses vara Pb(0H)2. I realiteten erhålles emellertid en hydratiserad bly- oxid, varvid molvolymen av de aktiva komponenterna i båda plattorna avsevärt ökas.After winding, the next step of the process is a hardening of the plates 11 or a water hardening process, as this step is called in professional circuits. The hardening can conveniently be carried out at a rather low temperature of 35 ° C. It is important, however, that the hardening takes place in a regulated humidity of substantially 100%. During the hardening, PbO is converted to lead hydroxide, which is generally considered to be Pb (OH) 2. In reality, however, a hydrated lead oxide is obtained, whereby the molar volume of the active components in both plates is considerably increased.

Efter hårdgöringen packas det torra delaggregatet 16 av plattor ll och separatorer under tryck i en behållare 15, varvid de fabricerade komponenterna omvandlas från ett icke-självbärande tillstånd till ett självbärande kompakt och enhetligt tillstånd. Genom att innesluta komponenterna under tryck i behållaren erhåller man en konstruktion, vid vilken plattorna ll befinner sig på noggrant avstånd från var- andra även om de fortfarande befinner sig mycket nära varandra.After hardening, the dry subassembly 16 is packed by plates 11 and separators under pressure in a container 15, whereby the fabricated components are converted from a non-self-supporting state to a self-supporting compact and uniform state. By enclosing the components under pressure in the container, a construction is obtained in which the plates 11 are at a clear distance from each other, even though they are still very close to each other.

Genom trycket kan plattorna ll icke röra sig relativt varandra, och trycket ger en mycket kompakt kropp 16. Kompaktheten minskar å0nVafldPínåS&VStåndet mellan plattorna och har benägenhet att ge en konsekvent strömfördelning mellan plattorna. I de spíralformigt líndade utföringsformerna utföres lindningen vanligen med hjälp av en avlägsningsbar dorn, vilket resulterar i att man längs centrum- axeln får ett öppet område 35, som är användbart för gasavgivning, såsom beskrivas i det följande.Due to the pressure, the plates ll can not move relative to each other, and the pressure gives a very compact body 16. The compactness reduces the unobstructed position between the plates and tends to give a consistent current distribution between the plates. In the helically wound embodiments, the winding is usually performed by means of a removable mandrel, which results in an open area 35 being provided along the center axis, which is useful for gas delivery, as described below.

Behållaren kan bestå av ett elektriskt inaktivt material, men det har befunnits vara lämpligt att utnyttja elektriskt ledande behållare och lock, i vilket fall behållaren är fodrad med ett elek- triskt isolerande fodringsmaterial 18, t ex polyolefin, polyvinyl- 7109853-7 10 klorid eller annat liknande inaktivt material, som kan ge en inkaps- ling och elektrisk isolering av komponenterna från den omslutande behållaren 15, om denna är elektriskt aktiv och består av t ex stål- plåt, som kan ha formats till önskad form. Såsom tidigare påpekats är det lämpligt att forma cellen i någon lämplig geometrisk form, t ex cylindrisk, rektangulär eller oval form.Det är emellertid viktigt, att de sammansatta komponenterna 16 inneslutes i behållaren under tryck, och om behållaren 15 själv består av ett elektriskt aktivt material, måste detta isoleras medelst ett fodermaterial 18, som placeras omedelbart på insidan av locket 19 och behållaren 15.The container may consist of an electrically inert material, but it has been found suitable to use electrically conductive containers and lids, in which case the container is lined with an electrically insulating lining material 18, for example polyolefin, polyvinyl chloride or other similar inactive material, which can provide an encapsulation and electrical insulation of the components from the enclosing container 15, if this is electrically active and consists of, for example, steel sheet, which may have been formed into the desired shape. As previously pointed out, it is convenient to shape the cell into any suitable geometric shape, eg cylindrical, rectangular or oval shape. However, it is important that the composite components 16 be enclosed in the container under pressure, and if the container 15 itself consists of an electrically active material, this must be insulated by means of a lining material 18, which is placed immediately on the inside of the lid 19 and the container 15.

Strömledaranslutningar 17 har placerats mellan lämpliga plattor ll och förbindes med metallflikar genom ett behållarlock, som är hermetiskt påsatt på behållaren. Om behållaren består av ett elektriskt inaktivt material kan ett liknande plastlock utnyttjas. Om en elek- triskt aktiv behållare utnyttjas, kan locket 19 fodras med ett lik- nande material som behâllarfodret 18, så att fodermaterialet kan sammansvetsas till en sammanhängande struktur. Topplocket har ut- formats så, att det kan skjutas ned mot det av plattor och separator bestående aggregatet 16, så att detta aggregat eller denna packe kraftigt inspärras längs lindningens axel och så att någon förskjut- ning av aggregatet eller dess enskilda komponenter förhindras. Dess- utom gör detta lock att det fria gasutrymmet i cellen blir minimalt.Current conductor connections 17 have been placed between suitable plates 11 and connected to metal tabs by a container lid, which is hermetically mounted on the container. If the container consists of an electrically inert material, a similar plastic lid can be used. If an electrically active container is used, the lid 19 can be lined with a material similar to the container lining 18, so that the lining material can be welded together into a coherent structure. The cylinder head has been designed so that it can be pushed down against the assembly 16 consisting of plates and separator, so that this assembly or this package is strongly locked along the axis of the winding and so that some displacement of the assembly or its individual components is prevented. In addition, this cover minimizes the free gas space in the cell.

Det "fria gasutrymmet" är det i cellen innanför cellfodret förefint- liga utrymme, som upptages av gas. Locket 21 har också eventuellt ett centralt ventilationsrör 22 och en del av en tryckavlastnings- ventil 23. I denna cell är ett centralt beläget ventilationsrör 22 föredraget, eftersom man härigenom kan placera ventilationsutloppet ungefär vid centrum 2ü av den av plattor och separator bestående packen 16 och eftersom man härigenom kan vid centrum 17 av lindningen anordna stödanordningar för packen. För den händelse att gasavgång skulle ske genom avlastningsventilen 23 måste gasen passera ut genom det centrala utloppet 25 oavsett cellens läge. En sådan utlopps- väg kommer att hindra den avgående gasen från att bringa med sig någon kvarstående fri elektrolyt, eftersom den fria elektrolyten icke kan ansamlas vid centrum utan endast vid cellens "botten" ur gravationshänseende.The "free gas space" is the space present in the cell inside the cell lining, which is occupied by gas. The lid 21 also optionally has a central ventilation pipe 22 and a part of a pressure relief valve 23. In this cell a centrally located ventilation pipe 22 is preferred, since in this way the ventilation outlet can be placed approximately at the center 2ü of the plate 16 and separator package 16 and since it is thereby possible to arrange support devices for the package at the center 17 of the winding. In the event that gas escape would occur through the relief valve 23, the gas must pass out through the central outlet 25 regardless of the position of the cell. Such an outlet path will prevent the effluent gas from bringing with it any remaining free electrolyte, since the free electrolyte cannot accumulate at the center but only at the "bottom" of the cell for gravity.

Vid en sådan utformning som beskrives i samband med föreliggande uppfinning måste tillsättningen av elektrolyten naturligtvis ske på annorlunda sätt. Normala typer av elektrolyter utnyttjas, men elektrolytinnehållet är väsentligt mindre, så att cellen är mer eller 7109853-7 ll mindre "svältfödd" på elektrolyt. Det är med andra ord viktigt att reglera den i cellen införda mängden elektrolyt. Cellen måste inne- hålla tillräckligt med väte- och sulfatjoner tillsammans med vatten för att understödja den elektrokemiska reaktionen, men något över- skott av fri elektrolyt bör icke förekomma. All tillsatt elektrolyt skall i realiteten helt absorberas i separatorn och i Platt0rnaS porer. Endast en ringa mängd eller ingen fri elektrolyt befinner sig utanför plattornas ll porer eller separatorns lä inre mellanrum.In such a design as is described in connection with the present invention, the addition of the electrolyte must of course take place in a different manner. Normal types of electrolytes are used, but the electrolyte content is significantly less, so that the cell is more or less "starved" on electrolyte. In other words, it is important to regulate the amount of electrolyte introduced into the cell. The cell must contain enough hydrogen and sulphate ions together with water to support the electrochemical reaction, but no excess electrolyte should be present. In fact, all added electrolyte must be completely absorbed in the separator and in the pores of the plates. Only a small amount or no free electrolyte is located outside the pores 11 of the plates or the inner space of the separator.

Såsom förklaras i det följande är det viktigt att upprätthålla ett "svältfött" elektrolyttillstånd för att maximera eller öka återbind- ningen av syre vid en negativ platta. Fri elektrolyt skulle dessutom ha benägenhet att röra sig i cellen i beroende av cellens läge och inriktning.As explained below, it is important to maintain a "starvation" electrolyte state to maximize or increase the recombination of oxygen at a negative plate. In addition, free electrolyte would tend to move in the cell depending on the position and orientation of the cell.

För att befrämja tillsättningen av elektrolyten sker tillsätt- ningen väsentligen under vakuum, varvid cellen i huvudsak evakueras och elektrolyten tillsättes genom det centrala avluftningshålet i locket. Normalt är en svavelsyraelektrolyt med densiteten 1,3 g per cm; tillfredsställande och kan tillsättas, eftersom elektrolyten till- sättes under inverkan av vakuum (undertryck). Elektrolyten i huvudsak utfyller hålrummen i komponenterna men, vad viktigare är, är att den i huvudsak fullständigt absorberas av separatormateríalet och plattornas porer. I Cellen färdigställes nu elektrolytiskt genom tillföring av en stigande eller konstant strömladdning. I realiteten utsattes cellen för kraftig överladdning. Under detta elektrolytíska färdigställnings- steg kommer BbS0u och Pb0 i den positiva plattan att oxideras för att bilda blydioxid (Pb02) under avgivning av syrgas vid den positiva plattan under överladdningen. Vid den negativa plattan kommer PbS0u och Pb0 att reduceras till det välkända svampblyt under avgivning av vätgas vid den negativa plattan under överladdningen.To promote the addition of the electrolyte, the addition takes place substantially under vacuum, whereby the cell is mainly evacuated and the electrolyte is added through the central vent hole in the lid. Normally a sulfuric acid electrolyte with a density is 1.3 g per cm; satisfactory and can be added, since the electrolyte is added under the influence of vacuum (negative pressure). The electrolyte essentially fills the cavities in the components but, more importantly, it is substantially completely absorbed by the separator material and the pores of the plates. The cell is now electrolytically completed by applying a rising or constant current charge. In reality, the cell was subjected to heavy overcharging. During this electrolytic completion step, BbS0u and Pb0 in the positive plate will be oxidized to form lead dioxide (PbO2) during the release of oxygen at the positive plate during supercharging. At the negative plate, PbS0u and Pb0 will be reduced to the well-known sponge lead during the release of hydrogen at the negative plate during supercharging.

Undertryck eller vakuum kan ånyo upprättas för att avlägsna fria syre- och vätgaser. Vid detta stadium avgasas cellen i realiteten.Negative pressure or vacuum can be re-established to remove free oxygen and hydrogen gases. At this stage, the cell is actually degassed.

Under upprätthållande av det avgasade tillståndet påsvetsas locket på fodret, innan det centrala avluftningshålet tillslutes medelst en tryckavlastningsventil 23, som kan vara av Bunsen-typen och ha för- måga att upprätthålla minst 69-103 kPa innertryck. Bunsen-ventilen består av en elastomerisk eller eftergivande kapsel över det centrala hålet, och denna kapsel pressas utåt under tryckavlastningen men hålles normalt i slutet tillstånd för att upprätthålla ett högre inre tryck än det omgivande atmosfärstrycket. Ett neutraliserande 7'iÛ9853-7 12 material 26, t ex natriumbikarbonat,placeras runt tryckavlastnings- ventilen för att absorbera och neutralisera eventuella infångade elektrolytdroppar, som kan avgå under någon gastrycksavlastning vid alltför höga tryck.While maintaining the degassed condition, the lid is welded to the liner before the central vent hole is closed by a pressure relief valve 23, which may be of the Bunsen type and capable of maintaining at least 69-103 kPa internal pressure. The Bunsen valve consists of an elastomeric or resilient capsule over the central hole, and this capsule is pressed outwards during the pressure relief but is normally kept in the closed state to maintain a higher internal pressure than the ambient atmospheric pressure. A neutralizing material 26, such as sodium bicarbonate, is placed around the pressure relief valve to absorb and neutralize any trapped electrolyte droplets that may escape during any gas pressure relief at excessive pressures.

Såsom framgår av den i fig l visade föredragna utföringsformen av uppfinningen har ett plastfoderlocks sidofläns en nisch 27 intill den negativa anslutningsklämman. Skilt från denna negativa klämma finns den positiva klämman, som leder ut från den positiva plattans anslutning. Vid detta ställe finns emellertid icke något obrutet parti på plastfoderlockets fläns 28 intill den positiva klämman. Om en metallbehållare 15 utnyttjas , placeras cellocket 19 av metall, företrädesvis stål, ovanför och innanför flänsen på den centrala av- luftningsmekanismen; lockets inre yta är emellertid elektriskt isole- rad med hjälp av ett fodermaterial 21, som kan vara likadant som fodret 18 i behållaren, om en metallbehållare utnyttjas. I lockfoder- materialet 21 finns ett avbrott, vid vilket ställe den positiva anslutningsklämman 31 kan anslutas med elektrisk kontinuitet till locket intill den negativa klämman. Fodermaterialet sträcker sig med en utåtflik 28 för att elektriskt isolera den negativa klämman från locket. Vid detta ställe är den negativa klämman emellertid elektriskt ansluten till behållaren. Om fodermaterial är nödvändigt, t ex när en metallbehållare utnyttjas, är lockets foder och behållarens foder sammansvetsade och är den övre kanten 29 på behållaren bockad in över och runt locket för att bilda en trycktät, förseglad behållare. Det är lämpligt och nödvändigt att anordna ett avluftningshål 32 i locket, så att det i händelse av en allvarlig felfunktion hos cellen skall finnas möjlighet för att en överdriven mängd alstrad gas skall kunna avgå från ventilanordningarna. Avluftningshålet 32 tillåter avgången och förhindrar att behållaren går sönder till följd av en överdriven tryckstegring. På grund av att ventilanordningen 23 utnyttjas kommer cellen emellertid att i normala fall arbeta vid ett högre tryck än atmosfärstrycket. Gaserna kvarhålles i cellen men kommer snabbt att âterbindas vid plattmaterialet.As can be seen from the preferred embodiment of the invention shown in Fig. 1, a side flange of a plastic liner lid has a niche 27 adjacent the negative connection clamp. Separate from this negative terminal is the positive terminal, which leads out from the connection of the positive plate. At this point, however, there is no unbroken portion on the flange 28 of the plastic liner lid adjacent to the positive clamp. If a metal container 15 is used, the cell cover 19 of metal, preferably steel, is placed above and inside the flange of the central deaeration mechanism; however, the inner surface of the lid is electrically insulated by means of a lining material 21, which may be the same as the lining 18 in the container, if a metal container is used. There is an interruption in the lid lining material 21, at which point the positive connection terminal 31 can be connected with electrical continuity to the lid next to the negative terminal. The liner material extends with an outward flap 28 to electrically insulate the negative clamp from the lid. At this point, however, the negative terminal is electrically connected to the container. If lining material is necessary, for example when a metal container is used, the liner of the lid and the liner of the container are welded together and the upper edge 29 of the container is bent over and around the lid to form a pressure-tight, sealed container. It is convenient and necessary to provide a vent hole 32 in the lid, so that in the event of a serious malfunction of the cell there should be a possibility for an excessive amount of generated gas to be able to escape from the valve devices. The vent hole 32 allows the outlet and prevents the container from breaking due to an excessive increase in pressure. However, due to the use of the valve device 23, the cell will normally operate at a higher pressure than the atmospheric pressure. The gases are retained in the cell but will quickly reconnect to the plate material.

En stor fördel med föreliggande uppfinning är förbättringen av hastigheten för återbindningen av syre med blysvampen i den negativa plattan. En sådan återbindning gör att cellen kan överladdas utan skadliga effekter. Üverladdning är faktiskt önskvärd vid batteriets funktion för att den positiva plattan skall laddas till full kapacitet efter varje urladdning. Kraftig överladdning av den positiva Plattan medger en balans i fråga om seriekopplade cellers laddningstillstånd, 7109853-7 13 vilket också möjliggör högre laddningshastigheter och större flexibili- tet vid laddningstekniken.A major advantage of the present invention is the improvement in the rate of oxygen reconnection with the lead sponge in the negative plate. Such reconnection allows the cell to be supercharged without harmful effects. Overcharging is actually desirable in the function of the battery in order for the positive plate to be charged to full capacity after each discharge. Strong overcharging of the positive plate allows a balance in the state of charge of series-connected cells, which also enables higher charging speeds and greater flexibility in charging technology.

Vid cellen enligt uppfinningen utnyttjas den s k "syre-cykeln", vid vilken enbart syre avgives under överladdning och sedan åter- bindes vid den negativa plattan med samma hastighet, så att någon nettoändring av cellens komposition icke erhålles. Syrecykeln kräver att intet syre avgives vid överladdning och att syret har fri till- gång till den negativa plattan eller metalliskt bly. Det är känt, att syre mycket snabbt reagerar med bly i närvaro av svavelsyra.In the cell according to the invention, the so-called "oxygen cycle" is used, in which only oxygen is released during overcharging and then re-binds to the negative plate at the same rate, so that no net change in the composition of the cell is obtained. The oxygen cycle requires that no oxygen is released during overcharging and that the oxygen has free access to the negative plate or metallic lead. It is known that oxygen reacts very quickly with lead in the presence of sulfuric acid.

Cellen enligt föreliggande uppfinning möjliggör emellertid använd- ningen av mycket rena material i cellen, och därför kommer cellens negativa platta ha en mycket högre kapacitet (Ah) än den positiva plattan, eftersom den positiva plattan i cellen enligt uppfinningen kommer att överladdas innan den negativa plattan är helt laddad.However, the cell of the present invention allows the use of very pure materials in the cell, and therefore the negative plate of the cell will have a much higher capacity (Ah) than the positive plate, since the positive plate of the cell of the invention will be supercharged before the negative plate is fully charged.

Detta är skälet till behovet av rena material särskilt i fråga om gallrets komposition. Denna cell är speciellt utformad för användning av rena«galler, eftersom plattorna icke behöver vara självbärande.This is the reason for the need for clean materials, especially in terms of grid composition. This cell is specially designed for the use of clean grids, since the plates do not have to be self-supporting.

Den syremängd, som avgives under cellens livslängd, är tillräckligt liten för att man för alla praktiska ändamål skall kunna bortse från densamma.The amount of oxygen released during the life of the cell is small enough to be disregarded for all practical purposes.

Slutligen är cellen i sig självt väl anpassad för att syret skall få fri tillgång till blyet. Såsom tidigare förklarats är den aktiva blysvampen exponerad vid den negativa plattans kanter 12, och dessa kanter 12 övertäckes icke av något överskott av fri elektrolyt.Finally, the cell itself is well adapted for oxygen to have free access to the lead. As previously explained, the active lead sponge is exposed at the edges 12 of the negative plate, and these edges 12 are not covered by any excess free electrolyte.

Eftersom hela elektrolyten i denna cell befinner sig i separatorn, kommer endast ett tunt skikt av elektrolyt att finnas på blysvampen, genom vilket syret måste diffundera.Since the entire electrolyte in this cell is in the separator, only a thin layer of electrolyte will be present on the lead sponge, through which the oxygen must diffuse.

Sedan blyet reagerat med syre och bisulfatjoner, reduceras bly- oxiden åter tillbaka till bly vid den normala laddningsreaktionen.After the lead has reacted with oxygen and bisulphate ions, the lead oxide is reduced back to lead during the normal charging reaction.

Av detta skäl är det viktigt, att blysvampen inom de exponerade kanterna 12 har god jonisk kontakt med resten av cellen. Cellen enligt föreliggande uppfinning har en distinkt fördel i förhållande till vanliga underhållsfria bly-syraceller i det att blysvampen är direkt exponerad för syret. Andra kända celler kräver användningen av tunga lastuppbärande galler med strukturella element runt kanterna, varigenom man förhindrar användningen av den aktiva kanten, något som emellertid icke är fallet vid cellen enligt föreliggande uppfinning. cellen enligt uppfinningen ökar dessutom återbindningen genom att den arbetar under förhöjt tryck. Av detta skäl måste tryckavlastnings- ventilen 23 inställas så, att den avlastar trycket vid en så hög tryck- nivå som möjligt. 7109853--7 14 Cellen enligt föreliggande uppfinning har förmågan att i viss utsträckning själv justera komponentbalansen 1 cellen. Om alltför mycket elektrolyt införes i cellen, kommer den negativa plattans svamp att övertäckas med ett alltför tjockt elektrolytskikt, vari- genom återbindningshastigheten sänkes. Om detta sker kommer det genom reaktionen alstrade syret att avgå från systemet, så att elektro- lytvolymen därigenom minskas. Om en alltför stor minskning av elektrolytvolymen emellertid sker, kommer det tunnare elektrolyt- skiktet på blysvampen emellertid att öka syrediffusionen till svampen.For this reason, it is important that the lead fungus within the exposed edges 12 have good ionic contact with the rest of the cell. The cell of the present invention has a distinct advantage over conventional maintenance-free lead-acid cells in that the lead sponge is directly exposed to the oxygen. Other known cells require the use of heavy load-bearing grids with structural elements around the edges, thereby preventing the use of the active edge, which, however, is not the case with the cell of the present invention. the cell according to the invention also increases the binding by operating under elevated pressure. For this reason, the pressure relief valve 23 must be set so that it relieves the pressure at as high a pressure level as possible. The cell of the present invention has the ability to self-adjust the component balance in the cell to some extent. If too much electrolyte is introduced into the cell, the fungus of the negative plate will be covered with an excessively thick electrolyte layer, thereby lowering the reconnection rate. If this happens, the oxygen generated by the reaction will leave the system, thus reducing the electrolyte volume. However, if an excessive reduction in the electrolyte volume occurs, the thinner electrolyte layer on the lead sponge will increase the oxygen diffusion to the sponge.

På detta sätt upprätthålles en självbalans, eftersom elektrolyt- volymen minskas, tills återbindningshastigheten kommer i balans med överladdningen. Om laddningstillståndet i den negativa plattan samtidigt är överdrivet, kommer väte att frigöras och att lämna systemet. En förlust av väte kommer i sin tur att sänka laddnings- tillståndet i den negativa plattan och därigenom återföra laddningen till balanstillstånd.In this way, a self-balance is maintained, as the electrolyte volume is reduced until the reconnection speed is in balance with the supercharging. If the state of charge in the negative plate is simultaneously excessive, hydrogen will be released and leave the system. A loss of hydrogen will in turn lower the state of charge in the negative plate and thereby return the charge to a state of balance.

Cellen är speciellt anpassad för andra konstruktioner för ökning av återbindningshastigheten genom minskning av elektrolytfilmtjock- leken runt blypartiklarna, varigenom syrets diffusionshastighet genom elektrolyten minskas. Den spiralformiga utformningen av cellen är speciellt lämplig. Filmtjockleken kan minskas genom att öka separatorns effektiva vätningsvärme genom tillsättning av en liten mängd kolloidal kiseldioxid eller kolloidal polytetrafluoreten (kan in- köpas i handeln såsom TEFLONC) ). Polyfluoretenpulver från en 1% vattenlösning kan pâföras på ytan av den negativa plattans kanter för att öka svampens vätningsvärme. 0,5 vikt% av en hydrofób pasta av polyfluoreten kan sättas direkt till den negativa plattans pasta.The cell is specially adapted for other constructions for increasing the bonding rate by reducing the electrolyte film thickness around the lead particles, thereby reducing the diffusion rate of oxygen through the electrolyte. The helical design of the cell is particularly suitable. The film thickness can be reduced by increasing the effective wetting heat of the separator by adding a small amount of colloidal silica or colloidal polytetrafluoroethylene (commercially available as TEFLONC). Polyfluoroethylene powder from a 1% aqueous solution can be applied to the surface of the edges of the negative plate to increase the wetting heat of the fungus. 0.5% by weight of a hydrophobic paste of polyfluoroethylene can be added directly to the paste of the negative plate.

Sådan hydrofobt pulver tillsättes vanligtvis i kolloidal storlek från en vattenlösning. ' En liknande effekt av kantareaökning kan uppnås genom att man anordnar kapillära gasbanor för att ge banor för gasen och för att våta svampytan. Hydrofoba stänger av poröst icke-vätbart material kan in- sättas och placeras mellan den negativa plattan och separatorn. En effektiv bana kommer härigenom att åstadkommas för syret, så att gasen ånyo kan reagera med plattans yta. Det har upptäckts, att polytetrafluoretenstänger med en så liten diameter som 0,030 tum är tillräckliga för öka gasåterbindningen.Such hydrophobic powder is usually added in colloidal size from an aqueous solution. A similar effect of edge area increase can be achieved by arranging capillary gas paths to provide paths for the gas and to wet the sponge surface. Hydrophobic rods of porous non-wettable material can be inserted and placed between the negative plate and the separator. An efficient path will thereby be provided for the oxygen, so that the gas can again react with the surface of the plate. It has been discovered that polytetrafluoroethylene rods as small as 0.030 inches are sufficient to increase gas reconnection.

Den centrala kanalen 22 har tidigare nämnts, särskilt i samband ' med avgivning av överskottsgaser till avlastningsventilen 23. Det centrala avlastningsröret tillåter en mera effektiv drift av cellen 7109853-7 15 vid ett övertryck. Locket har företrädesvis en stuts med en axiell inre öppning 25. Företrädesvis finnes radiella utåt utskjutande flänsar 33. Stutsen tjänar det dubbla ändamålet att ge en gasström-_ ningsbana för den gas, som återfinnes enbart vid i huvudsak cellens centrum ZB. Cellen kan därför utnyttjas i varje läge utan avgång av infångade elektrolytpartiklar. Flänsarna 33 tjänstgör också såsom ett fäste, kring vilket platt- och separatoraggregatet 16 kan lindas.The central channel 22 has been mentioned previously, in particular in connection with the discharge of excess gases to the relief valve 23. The central relief tube allows a more efficient operation of the cell at an overpressure. The lid preferably has a nozzle with an axial inner opening 25. Preferably there are radially outwardly projecting flanges 33. The nozzle serves the dual purpose of providing a gas flow path for the gas which is found only at substantially the center ZB of the cell. The cell can therefore be used in any position without the departure of trapped electrolyte particles. The flanges 33 also serve as a bracket around which the plate and separator assembly 16 can be wound.

Detta fäste minskar sannolikheten för en inåtkollaps av det av plattor och separator bestående aggregatet 16.This bracket reduces the likelihood of an inward collapse of the plate and separator assembly 16.

Den unika utformningen av cellen enligt uppfinningen leder till vissa anmärkningsvärda egenskaper jämfört med egenskaperna hos underhållsfria bly-syraceller, som för närvarande finnes på marknaden.The unique design of the cell according to the invention leads to certain remarkable properties compared to the properties of maintenance-free lead-acid cells currently on the market.

Den högst klassificerade underhållsfria bly-syracellen, som hade en märkkapacitet av 2,6 Ah“vidï6 V,.hade företrädesvis en vikt av 0,59 kg med en volym av 270 cm3. Ett sådant batteri har en nominell energi- densitet av 26,5 Wh/kg och 0,058 Wh/cmö. En enligt föreliggande upp- finning konstruerad cell med en märkkapacitet av 2,5 Ah vid 2 V, har emellertid en vikt av 0,18 kg och en volym av 56,0 cm3 och en energidensitet av 27,6 Wh/kg eller 0,088 Wh/cm3.The highly rated maintenance-free lead-acid cell, which had a rated capacity of 2.6 Ah, at 6 V, preferably had a weight of 0.59 kg with a volume of 270 cm 3. Such a battery has a nominal energy density of 26.5 Wh / kg and 0.058 Wh / cm 2. However, a cell constructed according to the present invention with a rated capacity of 2.5 Ah at 2 V, has a weight of 0.18 kg and a volume of 56.0 cm 3 and an energy density of 27.6 Wh / kg or 0.088 Wh / cm3.

Den relativa kapaciteten vid olika urladdningsgrader är lika slående och visar tydligt fördelarna med föreliggande uppfinning.The relative capacity at different degrees of discharge is equally striking and clearly shows the advantages of the present invention.

I fig Ä visas sålunda den relativa kapaciteten för typiska kända underhållsfria bly-syraceller i jämförelse med den relativa kapaci- teten för en underhållsfri bly-syracell enligt föreliggande uppfinning.Thus, Fig. Ä shows the relative capacity of typical known maintenance-free lead-acid cells in comparison with the relative capacity of a maintenance-free lead-acid cell according to the present invention.

I-fig 5 visas helt tydligt och dramatiskt den enligt uppfinningen konstruerade underhållsfria cellens förmåga att upprätthålla cell- ström under relativt sett långa tidrymder såsom en funktion av ladd- ningsströmmen. Cellströmmen hålles vid en stadigvarande nivå under en lång tidsperiod, varemot den typiska kända underhållsfria bly-syra- cellen uppvisar en kraftig sänkning av cellströmmen, som faller långt under cellströmmen i cellen enligt föreliggande uppfinning.Fig. 5 clearly and dramatically shows the ability of the maintenance-free cell constructed according to the invention to maintain cell current for relatively long periods of time as a function of the charging current. The cell current is maintained at a constant level for a long period of time, whereas the typical known maintenance-free lead-acid cell exhibits a sharp decrease in the cell current, which falls well below the cell current in the cell of the present invention.

-Såsom beskrivits ovan har cellen enligt uppfinningen sådana egenskaper, att den kan klara ett relativt stort antal laddnings)ur1add_ ningscykler och ändå upprätthålla en konsekvent kapacitet (Ah). Detta framgår av fig 6, där cellen enligt uppfinningen jämföres med ett typiskt exempel på en underhållsfri känd bly-syracell. När cellen enligt uppfinningen laddats vid 2,B V under 8 h och en typisk känd underhållsfri cell laddas vid samma spänning under 16 h, kan man konstatera att cellen enligt föreliggande uppfinning vid slutet av den hundrade cykeln har kvar ungefär 50% mer kapacitet (Ah) än den typiska kända cellen.As described above, the cell of the invention has such properties that it can handle a relatively large number of charge) discharge cycles and still maintain a consistent capacity (Ah). This is shown in Fig. 6, where the cell according to the invention is compared with a typical example of a maintenance-free known lead-acid cell. When the cell of the invention is charged at 2, BV for 8 hours and a typical known maintenance-free cell is charged at the same voltage for 16 hours, it can be seen that the cell of the present invention at the end of the hundredth cycle has about 50% more capacity (Ah) than the typical known cell.

Claims (7)

7109853-7 16 PATENTKRAV7109853-7 16 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Underhållsfri, normalt försluten, elektrokemisk cell för en blyackumulator, som arbetar utan någon kraftig väteutveckling, innefattande åtminstone en porös, med aktiv massa belagd negativ platta och åtminstone en porös med aktiv massa belagd positiv platta, vilka båda plattor har blygaller med hög renhet, en syraelektrolyt, en elektrolyten absorberande och kvarhållande separator, som har hög vätningsvärme och stor yta, och en.behållare, som inkapslar plattorna, separatorn och elektrolyten under åstadkommande av en enhetlig självuppöärande struktur, varvid den totala elektrolyt- mängden är absorberad i separatorns och plattornas porer, så att ingen fri elektrolyt är närvarande i cellen, k ä n n e t e c k n a d därav, att materialet i separatorn (lä) har sådan stor kapilläryta, att elektrolyten är nästan helt upptagen i separatorn och förekommer i plattorna (ll), som är i intim beröring med separatorn, endast som ett tunt skikt på porytan utan att utfylla plattornas porer, och är närvarande i en mängd som är otillräcklig för att fylla ut plattornas porer.1. A maintenance-free, normally sealed, electrochemical cell for a lead-acid battery operating without any significant evolution of hydrogen, comprising at least one porous, active mass coated negative plate and at least one porous active mass coated positive plate, both plates having lead grids with high purity, an acid electrolyte, an electrolyte absorbing and retaining separator having high wetting heat and large surface area, and a container encapsulating the plates, separator and electrolyte to provide a uniform self-supporting structure, the total amount of electrolyte being absorbed in the pores of the separator and the plates, so that no free electrolyte is present in the cell, characterized in that the material in the separator (lä) has such a large capillary surface that the electrolyte is almost completely absorbed in the separator and is present in the plates (II), which are in intimate contact with the separator, only as a thin layer on the pore surface without filling the pores of the plates, and is n present in an amount insufficient to fill the pores of the plates. 2. Cell enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att separatorn är framställd av ovävt glasfibermaterial med mikrofibrer.2. A cell according to claim 1, characterized in that the separator is made of nonwoven fiberglass material with microfibers. 3. Cell enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att separatorn är framställd-av ovävt glasfibermaterial med en fiber- diameter från ungefär 0,2 till ungefär 10 um.3. A cell according to claim 1, characterized in that the separator is made of nonwoven glass fiber material having a fiber diameter of from about 0.2 to about 10 microns. 4. Cell enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att glasfibrerna har en ytarea inom omrâdet från ungefär 0,1 till unge- fär 20 m2/g kiseldioxid.4. A cell according to claim 3, characterized in that the glass fibers have a surface area in the range from about 0.1 to about 20 m 2 / g of silica. 5. Cell enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d därav, att glasfiberseparatorn har en porositet av 85-95%.Cell according to one of the preceding claims, characterized in that the glass fiber separator has a porosity of 85-95%. 6. Cell enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d därav, att gallret är icke självbärande och har en renhet av åtminstone 99,9% med ett maximalt kalciuminnehåll av 0,03%.Cell according to one of the preceding claims, characterized in that the grid is non-self-supporting and has a purity of at least 99.9% with a maximum calcium content of 0.03%. 7. Cell enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d därav, att separatormaterial är placerat mellan de positiva och negativa plattorna före införingen i behållaren, varvid plattor- na och separatormaterialet mellan dem är kraftigt och spiralformigt linda: :in en spiraikropp. i ÅNFÖRDÅ PUBLIKATIONER: Sverige 302 319 (H01m 39/00) Storbritannien 1 032 852 US 3 085 126 (136-146), 3'170 819 (136-6)Cell according to any one of the preceding claims, characterized in that separator material is placed between the positive and negative plates before insertion into the container, the plates and the separator material between them being strongly and helically wrapped in a spiral body. . in ÅNFÖRDÅ PUBLICATIONS: Sweden 302 319 (H01m 39/00) Great Britain 1,032,852 US 3,085,126 (136-146), 3,170,819 (136-6)
SE7109853A 1970-08-03 1971-08-02 MAINTENANCE-FREE NORMALLY CLOSED ELECTROCHEMICAL CELL FOR A BLYACKUMULATOR SE416008B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6222770A 1970-08-03 1970-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE416008B true SE416008B (en) 1980-11-17

Family

ID=22041039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7109853A SE416008B (en) 1970-08-03 1971-08-02 MAINTENANCE-FREE NORMALLY CLOSED ELECTROCHEMICAL CELL FOR A BLYACKUMULATOR

Country Status (9)

Country Link
US (1) US3862861A (en)
JP (1) JPS5240012B1 (en)
BR (1) BR7104863D0 (en)
CA (2) CA1009301A (en)
DE (1) DE2137908B2 (en)
FR (1) FR2101193B1 (en)
GB (1) GB1364283A (en)
HK (1) HK29478A (en)
SE (1) SE416008B (en)

Families Citing this family (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4943132A (en) * 1972-08-31 1974-04-23
US4064725A (en) * 1976-10-18 1977-12-27 The Gates Rubber Company Apparatus for making spirally wound electrochemical cells
JPS5354752A (en) * 1976-10-29 1978-05-18 Japan Storage Battery Co Ltd Spirally sealed lead battery
US4304270A (en) * 1977-01-07 1981-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Process for manufacturing of battery plates
NL176893C (en) * 1977-03-03 1985-06-17 Philips Nv RECHARGEABLE ELECTROCHEMICAL CELL CONCLUDED FROM THE SURROUNDING ATMOSPHERE AND METHODS FOR MANUFACTURING SUCH CELLS.
US4099401A (en) * 1977-06-27 1978-07-11 The Gates Rubber Company Method of producing spirally wound electrochemical cells
US4121019A (en) * 1977-07-20 1978-10-17 Garrett Plante Corporation Lead-acid storage battery
JPS5445755A (en) * 1977-09-19 1979-04-11 Yuasa Battery Co Ltd Separator for storage battery
US4121017A (en) * 1977-10-25 1978-10-17 Globe-Union Inc. Portable rechargeable lead-acid battery
US4322484A (en) * 1978-09-05 1982-03-30 General Electric Company Spiral wound electrochemical cell having high capacity
MX151163A (en) * 1979-03-07 1984-10-05 Chloride Group Ltd IMPROVEMENTS TO ELECTRIC LEAD ACID ACCUMULATORS
US4233379A (en) * 1979-05-17 1980-11-11 Johns-Manville Corporation Separator for starved electrolyte lead/acid battery
BR8008178A (en) * 1979-03-12 1981-03-31 Johns Manville SEPARATOR FOR DRY LEAD / ACID ELECTRIC BATTERY
US4373015A (en) * 1979-05-09 1983-02-08 Chloride Group Limited Electric storage batteries
IN152679B (en) * 1979-05-09 1984-03-10 Chloride Group Ltd
EP0046749A1 (en) * 1979-05-09 1982-03-10 Chloride Group Public Limited Company Electric storage batteries
WO1980002473A1 (en) * 1979-05-09 1980-11-13 Chloride Group Ltd Electric storage batteries
US4295029A (en) * 1979-05-29 1981-10-13 The Gates Rubber Company Battery strap connection welding method
WO1981001075A1 (en) * 1979-10-08 1981-04-16 Chloride Group Ltd Electric storage batteries
US4262068A (en) * 1980-01-23 1981-04-14 Yuasa Battery Company Limited Sealed lead-acid battery
WO1981002368A1 (en) * 1980-02-04 1981-08-20 Johns Manville Separator with improved tensile strength for starved electrolyte lead/acid battery
EP0051599A4 (en) * 1980-05-12 1982-09-03 Dexter Corp Battery separator for lead-acid type batteries.
CA1179013A (en) * 1980-10-03 1984-12-04 Purushothama Rao Sealed, maintenance-free, lead-acid batteries for float applications
US4401730A (en) * 1980-10-03 1983-08-30 Gnb Batteries Inc. Sealed deep cycle lead acid battery
JPS5772275A (en) * 1980-10-21 1982-05-06 Yuasa Battery Co Ltd Sealed lead battery and its manufacture
US4383011A (en) * 1980-12-29 1983-05-10 The Gates Rubber Company Multicell recombining lead-acid battery
US4346151A (en) * 1980-12-29 1982-08-24 The Gates Rubber Company Multicell sealed rechargeable battery
US4421832A (en) * 1981-08-24 1983-12-20 The Gates Rubber Company Electrochemical cell
US4473623A (en) * 1981-12-28 1984-09-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Lead acid battery and method of storing it
ZA832713B (en) * 1982-04-20 1984-08-29 Evans Adlard & Co Glass fibre paper separator for electrochemical cells
US4414295A (en) * 1982-05-06 1983-11-08 Gates Energy Products, Inc. Battery separator
GB2129192B (en) * 1982-10-29 1985-10-16 Chloride Group Plc Manufacturing recombination electric storage cells
US4592972A (en) * 1983-07-22 1986-06-03 Gates Energy Products, Inc. Vibration-resistant battery assembly
US4637966A (en) * 1983-10-21 1987-01-20 Gates Energy Products, Inc. Sealed lead-acid cell
US4648177A (en) * 1983-10-21 1987-03-10 Gates Energy Products, Inc. Method for producing a sealed lead-acid cell
JPS6091572A (en) * 1983-10-24 1985-05-22 Yuasa Battery Co Ltd Sealed lead storage battery
EP0214981A1 (en) * 1984-05-07 1987-03-25 Erik Sundberg Sealed electric accumulator and a method for manufacturing parts to the same
EP0162996A1 (en) * 1984-05-30 1985-12-04 Tudor AB Lead-acid battery construction including improved means for oxygen recombination
US4629622A (en) * 1984-07-27 1986-12-16 Japan Storage Battery Company Limited Sealed lead-acid battery
DE3521200A1 (en) * 1985-06-13 1986-12-18 Otto 6470 Büdingen Jache LEAD ACCUMULATOR WITH A THIXOTROPIC GEL AS AN ELECTROLYTE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US4769299A (en) 1986-06-27 1988-09-06 Gates Energy Products, Inc. High rate sealed lead-acid battery with ultrathin plates
DE3624378A1 (en) * 1986-07-18 1988-01-28 Varta Batterie SEPARATOR FLEECE FOR MAINTENANCE-FREE LEAD ACCUMULATORS WITH FIXED ELECTROLYTE
US4908282A (en) * 1986-11-12 1990-03-13 Hollingsworth And Vose Company Recombinant battery and plate separator therefor
JPH0821418B2 (en) * 1987-06-29 1996-03-04 松下電器産業株式会社 Lead acid battery
IT1211470B (en) * 1987-07-21 1989-11-03 Magneti Marelli Spa LEAD ACCUMULATOR WITH GAS RECOMBINATION
US4788112A (en) * 1987-08-17 1988-11-29 Kung Chin Chung Rechargeable storage battery
US4780379A (en) * 1987-10-06 1988-10-25 Gates Energy Products, Inc. Multicell recombinant lead-acid battery with vibration resistant intercell connector
US4871428A (en) * 1988-03-24 1989-10-03 C & D Charter Power Systems, Inc. Method for in situ forming lead-acid batteries having absorbent separators
US4873157A (en) * 1988-07-05 1989-10-10 East Penn Manufacturing Co., Inc. Recombinant electric storage battery
JPH0261789U (en) * 1988-10-31 1990-05-08
US5001025A (en) * 1989-06-05 1991-03-19 Sealed Energy Systems, Inc. Method for electrochemically treating battery plate stock and related product
EP0494147B1 (en) * 1989-06-14 2000-03-15 Bolder Technologies Corporation Ultra-thin plate electrochemical cell
US5047300A (en) * 1989-06-14 1991-09-10 Bolder Battery, Inc. Ultra-thin plate electrochemical cell
US5132176A (en) * 1990-05-03 1992-07-21 Gnb Industrial Battery Company Battery state of charge indicator
US5128600A (en) * 1990-12-17 1992-07-07 Hughes Aircraft Company Method for removing excess electrolyte from a nickel-cadmium cell
US5240468A (en) * 1991-08-21 1993-08-31 General Motors Corporation Method of making a mat-immobilized-electrolyte battery
US5250372A (en) * 1991-08-21 1993-10-05 General Motors Corporation Separator for mat-immobilized-electrolyte battery
US5851695A (en) * 1992-02-10 1998-12-22 C & D Technologies, Inc. Recombinant lead-acid cell and long life battery
AU4922393A (en) * 1992-09-16 1994-04-12 Bolder Battery, Inc. Thin lead film rolling apparatus and method
US5409787A (en) * 1993-02-17 1995-04-25 Electrosource, Inc. Battery plate compression cage assembly
DE19702757C2 (en) * 1997-01-27 1999-11-25 Daramic Inc Separator for lead acid batteries and their use
US6120939A (en) * 1998-01-13 2000-09-19 Daramic, Inc. Meltblown fiber battery separator
JP3242878B2 (en) * 1998-03-23 2001-12-25 日本碍子株式会社 Lithium secondary battery
US6242127B1 (en) 1999-08-06 2001-06-05 Microporous Products, L.P. Polyethylene separator for energy storage cell
DE10107583A1 (en) * 2001-02-17 2002-08-29 Vb Autobatterie Gmbh Method for determining the performance of a storage battery
US6703161B2 (en) 2001-09-20 2004-03-09 Daramic, Inc. Multilayer separator for lead-acid batteries
US7223499B2 (en) * 2001-11-06 2007-05-29 Gs Yuasa Corporation Lead battery
US7682738B2 (en) * 2002-02-07 2010-03-23 Kvg Technologies, Inc. Lead acid battery with gelled electrolyte formed by filtration action of absorbent separators and method for producing it
US20030215706A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-20 Alcatel Current collection through the ends of a spirally wound electrochemical cell by the use of a wound wire
US20040247995A1 (en) * 2003-06-09 2004-12-09 Devitt John L. Electrical storage battery
US20050153203A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Stauffer John E. Lead-zinc battery
US20130252083A1 (en) 2004-01-13 2013-09-26 John E. Stauffer Lead-zinc battery
US20120100425A1 (en) 2004-01-16 2012-04-26 Stauffer John E Lead alkaline battery
US20100047697A1 (en) 2004-01-13 2010-02-25 Stauffer John E Lead-zinc battery
US7947391B2 (en) * 2004-01-13 2011-05-24 Stauffer John E Lead-alkaline battery
US20090181312A1 (en) * 2004-01-13 2009-07-16 Stauffer John E Lead-alkaline battery
ATE472827T1 (en) 2004-04-05 2010-07-15 Exide Technologies S A LEAD BATTERY CONTAINING A MICROFIBER SEPARATOR WITH IMPROVED ABSORPTION PROPERTIES
KR100614367B1 (en) * 2004-10-28 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery
JP4899467B2 (en) * 2005-12-21 2012-03-21 新神戸電機株式会社 Lead acid battery
US7550231B2 (en) * 2006-10-12 2009-06-23 Stauffer John E Tin-zinc secondary battery
US8722231B2 (en) * 2006-11-14 2014-05-13 Mp Assets Corporation Smart battery separators
KR100814878B1 (en) * 2006-11-17 2008-03-20 삼성에스디아이 주식회사 Lithium secondary battery
US8389149B2 (en) 2008-08-08 2013-03-05 Mp Assets Corporation Smart battery separators
DE102008062765A1 (en) * 2008-12-18 2010-07-01 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Textile sheet material for a battery electrode
CN102439763B (en) 2009-02-26 2015-11-25 约翰逊控制技术公司 Battery electrode and manufacture method thereof
KR101050318B1 (en) * 2009-04-16 2011-07-19 에스비리모티브 주식회사 Secondary battery module
WO2011130514A1 (en) 2010-04-14 2011-10-20 Johnson Controls Technology Company Battery, battery plate assembly, and method of assembly
US9748578B2 (en) 2010-04-14 2017-08-29 Johnson Controls Technology Company Battery and battery plate assembly
JP5727618B2 (en) 2010-11-10 2015-06-03 エピック ベンチャーズ インコーポレイテッドEpic Ventures Inc. Lead acid cell with active material held in lattice
CN103283080B (en) * 2011-03-08 2016-01-20 株式会社杰士汤浅国际 Liquid formula lead accumulator and battery system
US9923242B2 (en) 2014-01-23 2018-03-20 John E. Stauffer Lithium bromide battery
EP3158598B1 (en) * 2014-06-17 2021-02-24 OCV Intellectual Capital, LLC Anti-sulphation pasting mats for lead-acid batteries
MX2016016929A (en) 2014-06-17 2017-06-20 Ocv Intellectual Capital Llc Water loss reducing pasting mats for lead-acid batteries.
US9666898B2 (en) 2014-07-22 2017-05-30 John E. Stauffer Storage battery using a uniform mix of conductive and nonconductive granules in a lithium bromide electrolyte
US9509017B2 (en) 2014-07-22 2016-11-29 John E. Stauffer Lithium storage battery
US11936032B2 (en) 2017-06-09 2024-03-19 Cps Technology Holdings Llc Absorbent glass mat battery
WO2018227162A1 (en) 2017-06-09 2018-12-13 Johnson Controls Technology Company Lead-acid battery
WO2021067774A1 (en) 2019-10-04 2021-04-08 Cps Technology Holdings Llc Spiral wound battery & cell with carbonised fiber mat current collector

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2487499A (en) * 1947-11-05 1949-11-08 Chrysler Corp Spirally wound storage cell
US2694628A (en) * 1951-07-14 1954-11-16 Nat Lead Co Grid metal alloy
FR1343759A (en) * 1962-10-13 1963-11-22 Accumulateurs Fixes Improvements to accumulators and other electrochemical generators or electrolytic cells
US3537902A (en) * 1964-10-29 1970-11-03 Yuasa Batttery Co Ltd Semi-sealed type storage battery
US3402077A (en) * 1964-12-19 1968-09-17 Japan Storage Battery Co Ltd Storage batteries and method of manufacturing the same
US3257237A (en) * 1965-03-04 1966-06-21 Accumulatornefabrik Sonnensche Lead acid type storage battery
US3310438A (en) * 1966-02-17 1967-03-21 St Joseph Lead Co Dispersion strengthened lead battery grids
US3447969A (en) * 1966-11-17 1969-06-03 Us Navy Storage battery improvement
US3481786A (en) * 1967-08-29 1969-12-02 Esb Inc Method of making battery electrodes using molten meta-dinitrobenzene
US3494800A (en) * 1968-04-08 1970-02-10 Mark Shoeld Method of making lead acid storage battery
CA927912A (en) * 1968-05-30 1973-06-05 Ichimura Hideyuki Electrode for a lead storage battery comprising an electrolytically etched and reduced lead-silver alloy plate

Also Published As

Publication number Publication date
FR2101193A1 (en) 1972-03-31
DE2137908B2 (en) 1974-11-07
US3862861B1 (en) 1987-04-07
HK29478A (en) 1978-06-23
GB1364283A (en) 1974-08-21
US3862861A (en) 1975-01-28
JPS5240012B1 (en) 1977-10-08
DE2137908A1 (en) 1972-02-10
JPS474222A (en) 1972-03-01
FR2101193B1 (en) 1976-03-26
BR7104863D0 (en) 1973-05-31
CA1009301A (en) 1977-04-26
CA1030214A (en) 1978-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE416008B (en) MAINTENANCE-FREE NORMALLY CLOSED ELECTROCHEMICAL CELL FOR A BLYACKUMULATOR
US6004691A (en) Fibrous battery cells
US5047300A (en) Ultra-thin plate electrochemical cell
EP0961336B1 (en) Ultra-thin plate electromechanical cell
US3939006A (en) Hydrogen absorbing material for electrochemical cells
EP0140693B1 (en) Electrodes made with disordered active material and methods of making the same
JPH11233116A (en) Electrode structural body for lithium secondary battery, its manufacture and lithium secondary battery
JPH06140077A (en) Electrochemical element, lithium secondary battery and set battery and manufacture thereof
US3395043A (en) Storage battery having spiral electrodes of the pasted type
JP3005488B2 (en) Ultra-thin plate electrochemical cell and method of manufacturing the same
WO2005093890A1 (en) Lead battery and lead battery storage method
JP6164266B2 (en) Lead acid battery
JP2007087871A (en) Lead-acid battery
JP2017188477A (en) Lead storage battery
CN115172661B (en) Pole piece, electrode component, battery monomer, battery and power consumption device
US3514331A (en) Battery electrode separation
CA1179013A (en) Sealed, maintenance-free, lead-acid batteries for float applications
US3455739A (en) Electric storage batteries
CN2537128Y (en) Repeated charging and discharging lithium ion power cells
US3247023A (en) Lead-acid storage battery plate
CN2537130Y (en) Repeated charging and discharging lithium ion power cells
CN209401735U (en) Electrode assembly and secondary cell
US3790409A (en) Storage battery comprising negative plates of a wedge-shaped configuration
JPH08329975A (en) Sealed lead-acid battery
EP0024407B1 (en) Lead acid electric storage batteries