SE526652C2 - Mellanvägg för bipolär batterielektrod, bipolär elektrod, bipolärt batteri samt förfarande för tillverkning av mellanvägg till bipolär baterielektrod - Google Patents

Description

IQ senare kravet uppfylls av bly, medan bly får anses vara ett mindre bra material när det gäller de övriga egenskaperna.

Ett flertal patentskrifter beskriver därför kombinationer av bly med polymera material, som anordnas så att tillräcklig ledning åstadkommas med blykomponenter inlagda i polymeren och hàllfasthet eftersträvas med hjälp av polymeren.

Användningen av organiska material (polymerer) är emellertid, särskilt i blybatterier, mindre lämpligt eftersom de i kontakt med syre och/eller PbO2 tenderar att sönderdelas under bildning av C02, vilket har en menlig inverkan pä batteriets förmåga att arbeta underhàllsfritt. Vidare leder en kombination av bly och plast till att plasten ger efter under trycket av ett växande PbO2-skikt pà blykomponenterna vid upprepade laddningar och urladdningar av batteriet, varvid läckage kan uppstå över eller förbi mellanvàggen.

Ett läckage i en bipolär cell, d.v.s. en vätskeförbindelse mellan den ena sidan av en bipolär elektrod till den andra sidan ger upphov till krypströmmar, som har samma effekt som en kortslutning och leder till självurladdning. En sådan vätskeförbindelse kan vara en spricka i mellanväggen eller en kapillär som uppstått på grund av ofullständig blyinfiltra- tion. I sådant fall kommer dock elektrolyten att stanna kvar i batteriet.

Läckage kan även uppstå vid de ramar som omger varje bipolär elektrod. En sådan läcka är särskilt allvarlig eftersom utrym- met mellan två bipolära elektroder kan tömmas på elektrolyt.

En första förutsättning för en tätning mellan ramarna är att tätningsytan kan motstå angrepp från syra och oxiderande kom- 7l959.doc; 2003-03-04 0000 0 0 0 0 IQ Ch OO 0 000 0000 1 0 ao oo oo soon nu C I I I I Û O I Q I I ÛÛÛ I I I I C I I I o oo on bàcø en O 00 IQ 0 0 I I 1 0 4 Oo 0 526 652 nunnan 0 O 0 n ounøtb I ponenter (PbO2, 02). Ytan mäste vara fri fràn beläggningar av ämnen som kan korrodera och därigenom ge upphov till kanaler.

Av den anledningen kan till exempel inte en porös keram med infiltrerat bly varaktigt användas som tätningsyta.

Enligt US-A-5,5lO,2ll består den bipolära mellanväggen av en porös skiva av glas eller ett keramiskt material som är kemiskt stabilt i den meningen att det inte angrips av vare sig PbO2 eller syrgas. Mellanväggens porer har fyllts med bly eller en blylegering sä att elektronledningsförmàgan är till- räcklig för ändamàlet, under det att man pà ömse sidor om denna mekaniskt stabila bipolära elektrod har anbringat aktivt material.

Infiltreringen av blyet i den porösa skivan kan ske genom elektrokemisk plàtering eller genom att fylla porerna med smält bly. Det keramiska materialet är tillräckligt starkt för att motstå den volymökning som uppstår vid blyets oxidation till PbO2 genom korrosion. Bildningen av korrosionsprodukter ökar trycket mellan bly och keramens porvâggar, varigenom den fortsatta korrosionen av blyet minskas avsevärt.

Den dimensionsstabila mellanväggen enligt US-A-5,550, 211 mäste infâstas i batteriet på ett sådant sätt att elektrolyt- kontakt inte förekommer förbi eller genom mellanväggen.

Genom US-A-4,l24,746 är det känt att den porösa mellanväggen kan tillverkas av titan, zirkonium eller liknande material.

Porerna i sagda mellanvägg fylls med bly pà ett sàdant sätt att en god elektronisk kontakt erhålls mellan metallisk titan och bly. För att kunna åstadkomma en god tätning mellan intilliggande elektroder är anordnad vid skivans periferi en icke porös ring eller en icke porös skiva av samma material 7l959.doc; 2003-03-04 10 15 20 Oo I 0 000 000 Ivan 0 u l o 0 0 00 nu soon oo n n o a o ooo I I Û nu 1,310 O 526 657. som den porösa skivan. Härigenom kan en tätningsring av gummi monteras mellan de bipolära elektroderna och ge tätning.

Enligt US-A-4,124,746 âr också känt att åstadkomma en yta med tätning genom kompression av en del av det material som utgör den porösa skivan, företrädesvis vid periferin, varvid poröpp- ningarna blir mindre. Ett annat föreslaget förfarande är att täta poröppningarna pà skivans över- och undersida med ett keramisk material och därigenom anordna en tätningsyta.

En tätningsyta, som belagts med O-ringar eller dylikt kan inte vara läckagefri någon längre tid om denna tätningsyta innehal- ler bly. Blyet kommer nämligen att oxideras till PbO2, som i sin tur spränger loss eventuell plast som lagts ovanpå blykom- ponenten.

UPPFINNINGENS ÅNDANIÅL ocH VIKTIGASTE KÅNNETECKEN Föreliggande uppfinning har till ändamål att undvika nack- delarna med den kända tekniken och i synnerhet att tillhanda- hàlla en förbättrad mellanvägg, en bipolär elektrod, ett bipo- lärt batteri utformade sä en stapel av bipolära elektroder i ett bipolärt batteri blir läckagefria.

Detta ändamål uppnås vid en mellanvâgg etc. av ovan nämnt slag genom särdragen i den kännetecknande delen av patentkravet 1 liksom övriga självständiga anordningskrav.

Sagda mellanvägg består enligt uppfinningen således av en formstabil porös skiva av ett icke elektriskt ledande material med en till den porösa skivan starkt bunden tätningskant av glas, emalj, glasyr, keram, ett plastmaterial, ett gummimate- rial eller liknande. Skivans porer fylls med eller har fyllts med bly, en blylegering eller ett motsvarande material. 71959.doc; 2003-03-04 0000 0 a IQ LA 00 0 000 000 :00 0000 0 0 0 0 0 0 3 *..= *..1,»..' 0 0 0 00 0000 00 00 0000 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 526 652 .rnoovu 0 n n . 00 1.000: 0 Det ska betonas att vad som här sàgs om bly även gäller lege- ringar med t ex tenn och kalcium, vilka användes inom blybat- teritekniken för att öka blyets hållfasthet, hanterbarhet, korrosionsmotständ etc. och som är väl kända för fackmannen.

Enligt uppfinningen àstadkoms således ett bipolårt batteri med läckagefrihet över mellanväggarna under en läng följd av arbetscykler. Anslutningen av tätningskanten sker direkt mot materialet i den porösa skivan, varvid åtningskantens homogena och elektrolyttäta yta sedan utnyttjas som anliggningsyta mot ytterligare tätningsmedel, vilket kommer att beskrivas nedan.

Genom uppfinningen uppnås att elektrolytläckage, och därmed läckströmmar över mellanväggarna i det resulterande bipolära batteriet, effektivt kan förhindras. Förankringen genom den starka bindningen av tätningskanten direkt mot det icke elekt- riskt ledande materialet i den porösa skivan medför att oxida- tionen av det infiltrerade blyet under cyklingen av batteriet inte förmår bryta loss tätningskanten, varför en varaktig tät- het kan upprätthàllas.

Den elektrolyttäta tätningskantens ytteryta, som är vänd fràn den porösa skivan, utgör sedan ett utmärkt underlag för för- ankring av tâtningselement av t ex syntetiskt material genom limning, smältfastsättning, ultraljudssvetsning etc.

Genom att tätningskanten omsluter den porösa skivans periferi och bildar en väsentligen U-formig sektion uppnås fördelaktig, utbredd, tätning och möjlighet till mycket säker fastsättning av ytterligare tätningselement vid den omslutande tätningskan- ten. 71 9S9.doc; 2003-03-04 00 0 0 'NJ UI 0 00 0000 00 00 0 0 I 0 0 0 0 0 0 000 000 000 0000 0 0 0 0 0 0 00 00 O 00 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00u00 526 652 Genom att tätningskanten endast föreligger vid och är förank- rad mot en sida av den porösa skivan underlättas framställ- ningen, eftersom materialet, som ska bilda tätningskanten endast behöver tillföras den porösa skivan fràn en riktning.

Infiltrationen av bly och dyl. förenklas även.

Det föredras att den porösa skivan omfattar ett keramiskt material, eftersom detta medger god formstabilitet och ratio- nell och ekonomisk framställning. I synnerhet uppnås dessa egenskaper dä det keramiska materialet är sintrat.

Genom att den porösa skivans porositet är cza 5 - 30 % uppnås en föredraget god avvägning av resulterande làg vikt och sta- bilitet. I synnerhet föredras en porositet av cza 10 - 20%.

Genom att materialets i den porösa skivan termiska längdut- vidgningskoefficienten motsvarar materialets i tätningskanten termiska längdutvidgningskoefficient uppnås att temperaturvâx- lingar inte medför termiskt betingade spänningar i materialet, som skulle riskera att förorsaka sprickbildning el dyl. Detta är givetvis relevant i de fall tätningskanten utgörs av ett väsentligen stelt material.

Det föredras att tâtningskanten har en tjocklek av cza 0,1 - 1,0 mm, vilket ger förutsättning för goda tàtande och meka- niska egenskaper hos tätningskanten.

Enligt en föredragen aspekt av uppfinningen är tätningskanten förankrad vid materialet av den porösa skivan innan denna är fylld med bly eller motsvarande. Detta ge bättre förutsätt- ningar för utmärkt vidhäftning, men kräver att materialet i tätningskanten samt ev. vidhâftningsmedel inte pâverkas nega- tivt vid infiltrationen av bly i porerna. Exempelvis krävs att 719S9.doc; 2003 -03-04 II O SN 'Ju 0 n 0 000 0:0 .uno .QI.UÜIQ. .Iø. 526 652 smältpunkten är högre än temperaturen av det för infiltration avsedda blyet.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen är emellertid tätnings- kanten anbringad och förankrad vid den porösa skivan efter att denna infiltrerats med bly eller motsvarande. Vid denna aspekt kan material med lägre smältpunkt utnyttjas, t ex plaster och gummimaterial. Vid denna aspekt krävs för anbringandet av tät- ningskanten att den porösa skivans material noggrant frilâggs fràn bly eller motsvarande över ett betydande parti av skivans perifera del/delar. Detta kan göras genom noggrann slipning, men även andra sätt kan vara tillämpliga, såsom t ex avskrap- ning. Tätningskanten bildas sedan genom att ett organiskt eller oorganiskt material, som binder väl mot skivans mate- rial, pàläggs. Ett exempel pà ett sådant material är gummi som fastvulkas mot det porösa materialet eller Santopren® eller liknande. En ytterligare fördel med denna aspekt är att de så pàlagda tätningskanten kan utgöra och således ersätta ovan nämnda ytterligare tätningselement såsom tätningsramar.

Genom att mellanvàggen omfattar en den porösa skivan runtomgà- ende och dess periferi omslutande tätningsram som är elektro- lyttätt förankrad vid tätningskanten uppnås möjlighet till god tätning av en resulterande batteristapel. Dá i synnerhet tät- ningsramen omfattar åtminstone två elektrolyttätt med varandra förenade, runtomgäende ramdelar av olika syntetiska material, varav en första ramdel är förankrad vid tätningskanten och en andra ramdel uppvisar tätningsytor för tätningssamverkan med tätningsramar till intilliggande mellanväggar finns förbätt- rade förutsättningar för anpassning av tätningsramens olika partier till olika funktionskrav och förutsättningar. I syn- nerhet är materialet i den första ramdelen mer elastiskt än 7l959.doc; 2003-03-04 526 652 oc' o det i den andra ramdelen för anpassning av tätningsegenska- perna respektive infästningsegenskaperna.

Uppfinningen avser även en bipolär elektrod inkluderande en uppfinningsenlig mellanvägg och ett bipolärt batteri inklude- rande minst en sàdan elektrod. Härigenom uppnås motsvarande fördelar som för mellanväggen.

Uppfinningen avser även ett förfarande för tillverkning av en uppfinningsenlig mellanvägg varvid motsvarande liksom ytterli- gare fördelar uppnås.

Genom att för bildande av tätningskanten det vid ett föredra- A get förfarande pà den porösa skivan appliceras ett partiellt skikt av glaspulver i en pasta eller uppslamning, som torkas och sintras samman med den porösa skivan uppnàs en effektiv och rationell framställning samt stark bindning till materia- let i den porösa skivan. Anbringning av pastan eller uppslam- ningen genom ett tryckeritekniskt steg är särskilt effektivt och ekonomiskt.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA I.

U O - N lll on 0 O 000 000 0000 OO I O 00 0 no ao 000 ua oo c 0 oo oogåco @ 00 0.00 II 00 0000 00 O i 0 0 i 0 0 0 I 0 0 0 0 0 00 0 Beskrivningen av uppfinningen görs med hjälp av medföljande figurer, men denna detaljbeskrivning med figurer får betraktas endast som exempel och utgör inte någon begränsning i sig av uppfinningen.

Figur la och lb visar i snitt tvà olika utföringsformer av mellanvâggar enligt uppfinningen bestående av keramiska skivor med tätningskant, Figur 2a, 2b och 2c visar snitt genom mellanvàggar enligt upp- finningen med tätningskanter samt ramar, 71959.d0c; 2003-03-04 10 15 20 ....

O 'I _ ro L!! ÛO-ÖOO. .II- .CI- Figur 3 visar schematiskt ett bipolärt batteri samt mer i detalj en bipolär elektrod enligt uppfinningen, och Figur 4 visar i snitt en ytterligare utföringsform av en mel- lanvägg enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Den i ett snitt i figur la visade mellanväggen består av en skiva l av ett poröst, keramiskt material med en tätningskant 2 av glas, keram, emalj, glasyr eller dylikt. Mellanväggen är visad fyrkantig men kan till sin yttre form även vara cirkulär eller av annan konfiguration. Tjockleken hos keramskivan är lämpligen mellan 0,3 och 3 mm, företrädesvis 0,75 till 1,0 mm, även om andra dimensioner kan komma ifråga.

I figur la är en tätningskant 2 visad omslutande den porösa skivans periferiomràde, och detta utförande föredras då det ger föredraget utmärkta egenskaper i täthets- såväl som infàstningshänseende.

Vid en sintrad porös skiva av ett keramiskt material är lämp- ligen tätningskanten av ett glasmaterial, vilket ger god vid- hàftning mot den porösa keramen liksom en utvändig yta som är väl lämpad för anbringning och förankring av ett ytterligare tätningsmedel i form av en tätningsram.

I figur lb visas en annan variant av en mellanvägg, där tät- ningskanten 2 är pálagd perifert på endast en sida av skivan l. Även denna variant ger goda tàtningsegenskaper till den resulterande mellanväggen. En fördel med denna utformning är att infiltrationen av bly el. likn. i skivans porer underlät- tas vid de perifera områdena. Framstâllningsprocessen förenk- las även eftersom utgàngsmaterialet, t ex en uppslamning av 7l959.d0c; 2003-03-04 526 652 glaspulver i vatten, anbringas från en enda sida av den porösa skivan. Som ytterligare ej visade varianter kan tätningskanten vara förlagd på två sidor vid skivans l periferi eller, vilket inte föredras, bara vid den sida av skivan, som är vinkelrät mot skivans huvudplan.

Figur 2a visar ett snitt genom en mellanvâgg med en porös keramisk skiva 1 och en omslutande tätningskant 2. Dessutom framgår en tàtningsram 6 som pàföres den keramiska skivan efter infiltrationen med bly el dyl. Tàtningsramen består här av två elektrolyttätt förenade, i sektion U-formiga ramdelar 6' och 6", varav den första, 6' förankras elektrolyttätt vid tätningskanten och omslutande skivans 1 periferi under det att 0 den andra elektrolyttätt omsluter den första och är anpassad att elektrolyttätt anligga och fastsättas mot en tätningsram hos en intilliggande mellanvägg. Exempel på material som kan användas för den första ramdelen är Santoprene som komplette- ras med en primer för elektrolyttät fastsättningen vid tät- ningskanten. Den första ramdelen består av en mjukare polymer med större grad av elasticitet än den andra ramdelen, vilken föredras vara utgjord av en extruderbar och svetsbar termo- plast t.ex. polypropen eller ABS. Varianter av tätningsramar visas i figur 2b och c, där den andra ramdelen 6" ligger endast externt i en riktning fràn den första ramdelen 6”. I figur 2c säkras hopfogningen av ramdelarna genom ett spår i den ena detaljen och en passande às i den andra.

Att anbringa en polymer mot en glasyta làter sig göra pà ett flertal för fackmannen kända sätt. Den glasyta som ska vidhàf- tas med ett polymert material bör emellertid grundas med en primer för bästa resultat. 71959.doc; 2003-03-04 10 15 20 526 652 11 I US-A-5,510,2l1 beskrivs hur keramens porer infiltrerats med bly ända ut till skivans periferi. Den yttre perifera delen kommer således att vara inhomogen och bestå av såväl keramiska ytor som blyytor. Av denna anledning skulle en polymerbelagd del av denna skiva att med tiden sprängas loss, eftersom blyet under polymeren/primern oxideras och ökar i volym. I varje fall skulle syra och därmed ström kunna söka sig genom även hàrfina kapillärer med porös PbO2. Enligt uppfinningen däremot kan skivans 1 centrala delar vara blyfylld och tätningsmedel av polymert material med primer pàläggas den perifert anbring- ade tätningskanten 2 utan att någon risk för söndersprängning föreligger.

En omgivande polymer ram kan förses med hål för dragstânger (ej visat) för montering av flera elektroder med uppfinningsenliga mellanvàggar tillsammans med àndelektroder till ett bipolàrt batteri. I detta fall kan inläggas tätningsringar eller någon annan tätning mellan varje bipolär elektrod. Andra utföranden som är tänkbara och som möjliggörs genom uppfinningen är direkt ihopsvetsning eller ihoplimning av flera intill varandra lig- gande plastramar sà att en batteristapel bildas.

Figur 3 visar schematiskt och i en detalj en del av ett bat- teri med bipolära elektroder, som vardera består av en mellan- vägg 1, positivt aktivt material 9 och negativt aktivt mate- rial 10. En ram 6 uppbyggd av åtminstone två olika skikt omger mellanväggen 1. Dragstänger 14 tillförsäkrar tryckpàläggning pà batteristapeln. Tätningsramarna kan vara inbördes direkt hopsvetsade, t ex genom ultraljudssvetsning, eller hoplimmade.

Mellan ramarna kan även tätningsringar 15 läggas in för tät- ning. Mellan varje bipolär elektrod finns såsom sedvanligt en separator 11 med elektrolyt. Batteriet inkluderar vidare strómuttag 12 och ett hölje (inte visat). 7|959.d0c; 2003-03-04 10 15 20 o: nu nano 0 0 I 000 Ino OIQI n c b Q 0 0 00 00 I 526 652 En porös skiva av keramiskt material för användning vid upp- finningen kan framställas genom t.ex. pressning och sintring av ett keramiskt pulver, helst med väldefinierad storleksför- delning. Man kan också tillföra porgörare av något organiskt material till en slamma av keramiska partiklar. Blandningen formas till en skiva, varpå denna skiva utsätts för en sä hög temperatur att vatten avdunstas, porgörarna förgasas och kerampartiklarna sintrar samman. För keramiska material kan sintringstemperaturen ligga så högt som 1500 - 2000°C. På mot- svarande sätt kan glassfärer sintras samman och bilda en väl sammanhållen porös kropp. Dessa metoder utgör endast exempel pà hur den porösa kroppen kan framställas och utgör ingen begränsning av uppfinningen. Det porösa materialet omfattar således företrädesvis glas eller ett keramiskt material, såsom i huvudsak Al¿O3. det utesluts emellertid inte att andra_form- stabila material skulle kunna komma till användning.

För att tillverka en mellanvägg enligt uppfinningen pàföres enligt en föredragen utföringsform den sintrade porösa skivan en uppslamning av glas och vatten pà ett definierat omrâde vid skivans 1 periferi. Glaset smälts vid uppvärmning och ger en mot det porösa materialet väl vidhäftande starkt bunden tät- ningskant 2 med en slät, täckande yta.

För största möjliga hàllfasthet hos glaskant och keram bör man eftersträva att materialen har samma eller nästan samma längd- utvidgningskoefficient. Genom ändringar i sammansättningen för i första hand materialet i tätningskanten (men även för den porösa skivan) kan man nä god överensstämmelse mellan längdut- vidgningskoefficienterna.

Den porösa keramskivan med tätningskant infiltreras sedan med bly genom neddoppning i en blysmälta under vakuum. Genom kom- 7l959.doc; 2003-03-04 10 15 20 .CIO O U ; no L!! gb) p :ou- znn. 0000 0 0 00 600 00 n; 0000 00 04 0000 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 526 652 binationer av tryck och vakuum kan den porösa keramskivan i det närmaste helt fyllas med bly. Före doppningen kan tät- ningskanten maskeras för att förhindra blykontamination.

Det angivna förfarandet förutsätter att tätningskanten utgörs av ett material med högre smältpunkt än temperaturen av det för infiltrering avsedda blyet. Vid an annan aspekt är det möjligt att anbringa en tàtningskant av ett material med lägre smält- punkt (eller pàverkningspunkt), som annars skulle riskera att förstöras vid infiltrationsprocessen. Detta går till så att efter infiltration med bly, som fått stelna, allt eller en stor del av blyet i ett kantomràde utvändigt skivans periferi (13 i figur 4) avlägsnas, t ex genom slipning. Eventuellt etsas områ- det, t ex med ättiksyra och väteperoxid. Därefter pàlägges ett material, som binder väl mot det frilagda porösa materialet, för bildande av en tätningskant. Plastmaterial kan limmas med ett lämpligt lim. Som antyds ovan kan pà detta sätt ytterligare tätningselement undvaras.

Den blyfyllda mellanväggen infàstes sedan (vid behov) i en dubbel tätningsram med möjlighet att flera bipolära elektroder monteras efter varandra och avslutas med monopolära änd- elektroder samt, mellan var och en av elektroderna, en monte- rad separator. En mellanvägg resulterande fràn ett sådant för- farande framgår av figur 4, varvid samma hänvisningar som ovan i tillämpliga delar använts.

Sammanfogningen som kan göras med stort tryck kan utöver med dragstânger även åstadkommas med bultar genom limning eller genom svetsning.

Eftersom gas kan bildas i alla cellerna, bör en evakuerings- möjlighet, eventuellt med en ventil, anordnas vid varje cell 719591100; 2003-03-04 10 15 20 ....

I O GOOD .O ' 0 k) UI 00 0000 nu 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 000 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 3 0 00 00 526 652 (ej visat). Alternativt låter man ett yttre hölje omge den bipolära stapeln och förser detta yttre hölje med en evakue- ring med ventil samtidigt som varje bipolär cell stär i öppen förbindelse med ett i höljet befintligt gasutrymme.

Dä glas ska bilda tätningskanten kan detta även páläggas mel- lanväggen som en pasta, vilken sedan torkas och sintras.

Appliceringen av pastan eller uppslamningen kan göras med hjälp av ett tryckeritekniskt förfarande, exempelvis genom screentryck, vilket är väl känt frän tjockfilmstekniken. Den keramiska mellanväggen beläggs med sagda pasta till en bredd av 2 - 20 mm, företrädesvis omkring 5 mm. Exempel på sådan pasta kan vara en tjock uppslamning av glaspartiklar med sådan 'sammansättning att de kan sintras till en väl förankrad, täckande och jämn yta. Tjockleken av en porös keram och den ' pälagda tätningskanten bör efter sintring vara högst 5 mm, varav företrädesvis själva tätningskanten c:a 0,1 - 1,0 mm och mest föredraget under 0,5 mm. Anbringningen av uppslamningen eller pastan pà mellanväggen görs i det mönster som ska kvar- stä efter sintring.

Ytterligare ett sätt att tillverka en skiva enligt uppfin- ningen är att den centrala delen av skivan skyddas med lämp- ligt material, t. ex. en plåt och den icke avskärmade yttre delen samt keramskivans kant belägges med en oxid genom flamsprutning. Man kan därvid inte förvänta sig att det päförda materialet penetrerar porerna utan snarare lägger det sig utanpà keramen och utgör ett skyddande hölje, som emeller- tid är väl förankrat i det underliggande porösa materialet.

Den plastram som ansluter till mellanväggen anbringas genom extrudering, gjutning eller på annat känt sätt. En polymer binds därvid direkt till materialet runt keramskivans periferi 7l959.d0c; 2003-03-04 00 00 0 0 000 000 0000 0 0 0 0 00 00 00 00 00 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 0 000 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 00 5126 652 och sidokant. En annan polymer fästes dessförinnan, samtidigt eller senare vid den förstnämnda polymeren. Det är dock full möjligt att utforma plastramen av ett enda material. Vidare kan man för att ännu mera stärka bindningen mellan plastramen och den pàlagda glaskanten och därmed ytterligare minska ris- kerna för läckage ge glaskanten en för ändamålet lämplig ytstruktur.

Förutom den täta övergången mellan poröst material och tät- ningsram, som erhålles enligt uppfinningen, fär man genom lämpligt val av materialet eller materialen i plastramen en relativt vibrationsokänslig och stötdämpande konstruktion.

Denna stötdàmpande effekt har sin betydelse i batterier för truckar, för startbatterier i entreprenadmaskiner och kanske framför allt i batterier för ubàtar som utsätts för sjunk- bombsattacker. 7195943106; 2003-03-04

Claims (21)

10 15 20 25 30 16 Patentkrav

1. l. Mellanvägg till en elektrod i ett bipolärt batteri bestående av en formstabil porös skiva (1) av ett elektriskt icke ledande material, vars porer är fyllda med bly eller en motsvarande metall, eller en legering därav, kännetecknad av - att den porösa skivan vid sin periferi på åtminstone en sida är försedd med en elektrolyttät tätningskant (2) som är förankrad direkt mot det elektriskt icke ledande materialet i den porösa skivan, och - att materialet i tätningskanten inkluderar glas, keram, emalj, glasyr, plast eller gummi.

2. Mellanvägg enligt krav l, kännetecknad av att tätningskan- ten (2) omsluter den porösa skivans (1) periferi och bildar en väsentligen U-formig sektion.

3. Mellanvägg enligt krav l, kännetecknad av att tätningskan- ten (2) endast föreligger vid och är förankrad mot en sida av den porösa skivan (1).

4. Mellanvägg enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den porösa skivan (1) omfattar ett keramiskt material.

5. Mellanvägg enligt krav 4, kânnetecknad av att det keramiska materialet är sintrat.

6. Mellanvägg enligt något av kraven l - 3, kânnetecknad av att den porösa skivan (l) omfattar ett glasmaterial.

7. Mellanvägg enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den porösa skivans (1) porositet är c:a 5 - 30 % och i synnerhet c:a 10 - 20%. 7I9S9Ldoc; 2004-01-30 10 15 20 25 30 526 652 17

8. Mellanvägg enligt något av föregående krav, kännetecknad av att materialets i den porösa skivan (1) termiska längdutvidg- ningskoefficienten motsvarar materialets i tätningskanten (2) termiska längdutvidgningskoefficient.

9. Mellanvägg enligt något av föregående krav, kännetecknad av att tätningskanten (2) har en tjocklek av c:a 0,1 - 1,0 mm.

10. Mellanvägg enligt något av föregående krav, kännetecknad av att tätningskanten (2) övertäcker den porösa skivans (1) periferi med en vidd av c:a 2 - 20 mm.

11. Mellanvägg enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den omfattar en den porösa skivan (1) runtomgående och dess periferi omslutande tätningsram (6) som är elektrolyttätt förankrad vid tätningskanten (2).

12. Mellanvägg enligt något av föregående krav, kännetecknad av att tätningsramen (6) omfattar åtminstone två elektro- lyttätt med varandra förenade, runtomgående ramdelar av olika syntetiska material, varav en första ramdel (6') är förankrad vid tätningskanten (2) och en andra ramdel (6") uppvisar ytor för tätningssamverkan med tätningsramar till intilliggande mellanväggar.

13. Mellanvägg enligt kravet 12, kännetecknad av att materia- let i den första ramdelen (6') är mer elastiskt än det i den andra ramdelen (6").

14. Bipolär elektrod inkluderande en mellanvägg (1,2) och därpå anbragt aktivt material (9,10), kânnetecknad av att den inkluderar en mellanvägg (1,2) enligt något av kraven 1 - 13. 7195911100; 2004-01-30 10 15 20 25 30 526 652 18

15. Bipolärt batteri inkluderande ett flertal bipolära elek- troder, separatorer, elektrolyt, strömavtagare och ett hölje, varvid minst en elektrod är utformad enligt krav 14.

16. Förfarande för tillverkning av en mellanvägg till en elek- trod i ett bipolärt batteri bestående av en formstabil porös skiva (1) av ett elektriskt icke ledande material, vars porer fylls med bly eller en motsvarande metall, eller en legering därav, kännetecknat av - att den porösa skivan (1) vid sin periferi på åtminstone en sida förses med en elektrolyttät tätningskant (2) som förank- ras direkt mot det elektriskt icke ledande materialet i den porösa skivan (1), och - att det material som utnyttjas i tätningskanten (2) omfattar glas, emalj, keram, glasyr, plast eller gummi.

17. Förfarande enligt krav 16, kännetecknat av att tätnings- kanten förankras mot materialet i den porösa skivan innan dess porer fylls.

18. Förfarande enligt krav 17, varvid den porösa skivan (1) utgörs av ett sintrat keramiskt material, och varvid en tät- ningskant av glas ska anbringas, kännetecknat av att för bil- dande av tätningskanten (2) det på den porösa skivan (1) applicerats ett partiellt skikt av glaspulver i en pasta eller uppslamning, som torkas och sintras samman med den porösa skivan (1).

19. Förfarande enligt krav 18, kännetecknat av att nämnda pasta eller uppslamning anbringas genom ett tryckeritekniskt steg. 71 959Ldoc; 2004-01-30 526 652 19

20. Förfarande enligt krav 16, kânnetecknat av att tätnings- kanten förankras mot materialet i den porösa skivan efter att dess porer fylls.

21. Förfarande enligt krav 20, kânnetecknat av att överskott av fyllnadsmaterial avlägsnas från ett perifert område av den porösa skivan, varefter ett gummimaterial, som ska utgöra tät- ningskanten, fastvulkas vid materialet i den porösa skivan. 7195914100; 2004-01-30