DE1004690B - Filling stack battery - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Füllbatterie. Hierunter werden Batterien verstanden, bei denen der Elektrolyt so lange nicht in Wirkung zu den zugehörigen Bauteilen tritt, bis gewisse Arbeitsgänge ausgeführt worden sind.The invention relates to a filling battery. This is understood to mean batteries in which the electrolyte does not take effect on the associated components until certain operations have been carried out are.
Das Ziel der Erfindung ist, eine Leichtbatterie zu schaffen, die einfach, preiswert und wirtschaftlich herzustellen und selbst nach längerer Lagerung fähig ist, nach der Aktivierung länger andauernde Ströme relativ großer Stärke sowohl bei hohen als auch bei niederen Temperaturen abzugeben.The aim of the invention is to create a light battery that is simple, inexpensive and economical and is capable of producing longer-lasting currents even after prolonged storage after activation to give off relatively great strength at both high and low temperatures.
Für das richtige Arbeiten solcher Füllbatterien ist es wesentlich, daß benachbarte Zellen gegeneinander abgedichtet sind, wobei sie jedoch oben und unten offen bleiben müssen, damit die Elektrolytlösung zutreten kann. Zu diesem Zweck ist bereits eine Vielzahl von Zellentrennwänden in Vorschlag gebracht worden, die jedoch sämtliche Nachteile aufweisen, und zwar in bezug auf die Abdichtung und das Gewicht oder bezüglich der Bequemlichkeit und der Billigkeit bei der Massenherstellung. Eine der letztentwickelten Trennwände, ein durchlaufender Zickzackstreifen, der zwischen benachbarte Zellen hindurchgeführt wird, ist deshalb besonders unbefriedigend, da der durchlaufende Streifen bei dem Zusammenbau schwierig zu handhaben ist und einen Abschluß nur an der einen Seite jeder Zelle liefert, so daß es erforderlich ist, einen Rahmen und eine dicke Klebschicht vorzusehen, um die zweite Seite einer jeden Zelle zu verschließen. Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten durch Verwendung einzelner Trennwände, die überstehende Seitenteile aufweisen, die die Seitenteile der nächsten benachbarten Zelle oder Zellen überlappen und an ihrer Stelle mittels eines Haltebandes gehalten werden.For such filling batteries to work properly, it is essential that adjacent cells are against each other are sealed, but they must remain open at the top and bottom so that the electrolyte solution can enter can. A large number of cell partitions have already been proposed for this purpose, however, all of which have disadvantages, whether in terms of sealing and weight or in terms of the convenience and cheapness of mass production. One of the last developed partitions, is a continuous zigzag strip that is passed between adjacent cells therefore particularly unsatisfactory, since the continuous strip is difficult to assemble is handled and provides a termination only on one side of each cell, so that it is necessary to provide a frame and a thick layer of adhesive to seal the second side of each cell. The invention avoids these difficulties by using individual partitions, the protruding Have side parts that overlap and adjoin the side parts of the next adjacent cell or cells are held in place by means of a retaining strap.
Die Erfindung sei nunmehr ausführlicher an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung erläutert, und zwar zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to the drawing showing it, for example, namely shows
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Füllbatterie gemäß der Erfindung, wobei ein Teil des Deckels des Batteriegehäuses weggebrochen dargestellt ist, um die offenen Seiten der Zellen freizulegen,Fig. 1 is a plan view of a filling battery according to the invention, with part of the cover of the battery housing shown broken away to reveal the open sides of the cells,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1,FIG. 2 shows a section along the section line 2-2 in FIG. 1,
Fig. 3 in schaubildlicher Darstellung die Einzelbauteile, in auseinandergezogenem Zustand, die eine vollständige Zelle bilden, sowie einen Teil einer benachbarten Zelle einer eine hohe Spannung aufweisenden Batterie, die eine Anodenspannung einem Elektronenentladungsrohr zu übermitteln vermag,Fig. 3 is a diagrammatic representation of the individual components, in an exploded state, a complete Form cell, as well as part of an adjacent cell of a high voltage Battery capable of transmitting an anode voltage to an electron discharge tube,
Fig. 4 in schaubildlicher Darstellung die positiven Klemmenbauteile und die Isolationskopfstücke an dem einen Ende einer Anodenbatterie, welche Bauteile beim Endzusammenbau miteinander in Oberflächenberührung gebracht werden,Fig. 4 is a diagrammatic representation of the positive terminal components and the insulation head pieces on the one end of an anode battery, which components are in surface contact with one another during final assembly to be brought,
Füll-StapelbatterieFilling stack battery
Anmelder:Applicant:
Ray-O-Vac Company, Madison,
Wis. (V. St. A.)Ray-O-Vac Company, Madison,
Wis. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen (Westf.), Oranienstr. 14Representative: Dipl.-Ing. E. Schubert, patent attorney,
Siegen (Westphalia), Oranienstr. 14th
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. September 1951Claimed priority:
V. St. v. America September 28, 1951
Lee John Lockwood, Wonewoc, Wis. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenLee John Lockwood, Wonewoc, Wis. (V. St. A.),
has been named as the inventor
Fig. 5 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 4 für die negativen Klemmenbauteile,FIG. 5 shows a representation similar to that of FIG. 4 for the negative terminal components;
Fig. 6 in räumlicher Darstellung einen Stapel von Zellen, die zu einer Anodenbatterie zusammengesetzt sind,6 shows a three-dimensional representation of a stack of cells which are assembled to form an anode battery are,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Schnittlinie 7-7 in Fig. 1,7 shows a section along the section line 7-7 in FIG. 1,
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Zellen einer Anodenbatterie, in der das Überlappen der Seiten der nachgiebigen Trennwände zwischen den Zellen und ihr Verschluß an dem umhüllenden nichtleitenden Band veranschaulicht wird,8 shows a plan view of the cells of an anode battery, in which the overlapping of the sides of the resilient partitions between the cells and her Closure is illustrated on the wrapping non-conductive tape,
Fig. 9 in räumlicher Darstellung einige der Bauteile, in auseinandergezogener Form, aus denen eine Niederspannungsbatterie bzw. Heizbatterie herzustellen ist, die zum Heizen des Glühfadens eines Elektronenentladungsrohres dient, währendFig. 9 in a spatial representation some of the components, in exploded form, from which one Low-voltage battery or heating battery is to be produced, which is used to heat the filament of an electron discharge tube serves while
Fig. 10 in räumlicher Darstellung eine Heizbatterie wiedergibt, die zwei Abschnitte aufweist, deren einer eine relativ niedrigere Spannung liefert.Fig. 10 shows a three-dimensional representation of a heating battery which has two sections, one of which provides a relatively lower voltage.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht ein Batteriestapel 10 aus einer Heizbatterie 11 und eine Anodenbatterie 12, welch letztere sich aus drei Stapeln 12', 12" und 12"' zusammensetzt, wobei die beiden Batterien miteinander durch ein Band 13 verbunden sind und innerhalb eines mit einem Überzug versehenen Papp- oder Papiergehäuses 14 sitzen. Die Heizbatterie 11 und die drei Stapel 12', 12" und 12'" der Anodenbatterie werden durch Isolierkörper 23 (Fig. 1 und 2) aus elektrolytbeständigem Kunststoff getrennt gehalten. As can be seen from Fig. 1, a battery pack 10 consists of a heating battery 11 and an anode battery 12, the latter being composed of three stacks 12 ', 12 "and 12"', with the two batteries are connected to each other by a band 13 and within a covered with a Cardboard or paper housing 14 sit. The heating battery 11 and the three stacks 12 ', 12 "and 12'" of the anode battery are kept separated by insulating body 23 (Fig. 1 and 2) made of electrolyte-resistant plastic.
Die Fig. 3 bis 8 zeigen in verschiedener Darstellung einen Anodenbatteriestapel, und zwar sowohl in nicht zusammengebauten als auch im zusammengebauten Zustand. Die einzelnen Zellen eines jeden Stapels sind3 to 8 show an anode battery stack in different representations, both in not assembled as well as in the assembled state. The individual cells of each stack are
609 840/182609 840/182
erfindungsgemäß durch entsprechende nichtleitende nachgiebige Trennwände 25 voneinander getrennt. Die Trennwände 25 sind als rechteckige Blätter ausgebildet und bestehen aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyäthylen oder Chlorkautschuk.according to the invention by appropriate non-conductive flexible partitions 25 separated from one another. The partition walls 25 are formed as rectangular sheets and consist of polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene or chlorinated rubber.
Jede Trennwand 25 hält in ihrer Mitte eine verhältnismäßig kleine negative Elektrode 26 und eine positive Elektrode 27, wobei die Elektroden 26 und dicht (Fig. 4 und 5) gegen entgegengesetzte Seiten derEach partition 25 holds a relatively small negative electrode 26 and one in its center positive electrode 27, with electrodes 26 and tight (Figs. 4 and 5) against opposite sides of the
sowohl lang als auch beschwerlich sind und das uner · wünschte Übertreten des Elektrolyts in wirksamer Weise verhindert wird. Andererseits ragen die Kopf- und Bodenseiten der Trennwände 25 erheblich über 5 und unter die Elektrolytscheibe 29 hinaus.are both long and arduous and the undesired leakage of the electrolyte in more effective Way is prevented. On the other hand, the top and bottom sides of the partition walls 25 protrude considerably 5 and under the electrolyte disk 29 out.
Um einen besonders gut brauchbaren positiven Stromanschluß für einen Stapel von reihengeschalteten Zellen einer Anodenbatterie zu schaffen, wird am Ende des Stapels eine Kupferplatte 36 (Fig. 4) zwischen derA particularly useful positive power connection for a stack of series-connected To create cells of an anode battery, a copper plate 36 (Fig. 4) between the at the end of the stack
Trennwand 25 gepreßt sind, und zwar mittels eines io positiven Elektrode 38 und dem benachbarten Isolierelektrisch leitenden Bügels 28, der durch sie hindurch- streifen 30 eingelegt. Diese Kupferplatte 36, die sich führt. Jede negative Elektrode 26 ist eine dünne, recht- in Berührung mit der positiven Elektrode 38 befindet eckige Magnesiumplatte, während jede positive Elek- und einen angelöteten Draht 37 aufweist, macht es trode 27 ein rechteckiger Bronze-Gitter- oder -Sieb- überflüssig, daß der Überzug von der Gitterelektrode körper ist. Die Gitterelektroden 27 können mit einer 15 38 entfernt werden muß, was eine entsprechende Be-Cuprochloridpaste überzogen sein, wie dies im nach- einträchtigung des Arbeitens der Batterie zur Folge folgenden beschrieben wird. haben würde. Der entsprechende negative AnschlußPartition wall 25 are pressed, by means of a io positive electrode 38 and the adjacent insulating electrical conductive bracket 28, which is inserted through 30 stripes through it. This copper plate 36, which is leads. Each negative electrode 26 is a thin, right-hand contact with the positive electrode 38 angular magnesium plate, while each has positive elec- tric and a soldered wire 37, it makes trode 27 a rectangular bronze grid or sieve superfluous that the coating of the grid electrode body is. The grid electrodes 27 can be removed with a 15 38 what a corresponding Be-Cuprochloridpaste be overdone, as this will result in the battery having a negative impact on the functioning of the battery is described below. would have. The corresponding negative connection
Die Bügel 28., die dazu dienen, die benachbarten (Fig. 5) für einen Zellenstapel besteht aus einem Draht Zellen in Reihe zu schalten, und vorzugsweise aus 40, der an der negativen Endplatte 39 mittels zweier Bronze bestehen, sind in fester Kontaktberührung mit 20 Bronzebügel 28 und einer Lötstelle 41 befestigt ist. den zugehörigen negativen Elektroden 26 und den Diese Verbindungsstelle wird mit einem isolierenden, positiven Gitterelektroden 27, um Spannungsschwan- wasserbeständigen Lacküberzug versehen, der bei 24 kungen möglichst klein zu halten. Ein geeigneter angedeutet ist.The bracket 28, which serve the neighboring (Fig. 5) for a cell stack consists of a wire To connect cells in series, and preferably from 40, which is attached to the negative end plate 39 by means of two Bronze exist are in firm contact with 20 bronze brackets 28 and a soldering point 41 is attached. the associated negative electrodes 26 and the connection point is covered with an insulating, positive grid electrodes 27 to voltage fluctuating water-resistant varnish coating, which at 24 to keep the effects as small as possible. A suitable one is indicated.
isolierender, wasserbeständiger Lacküberzug 24 und Das Heizbatterieteilstück 11 des Batteriestapels,insulating, water-resistant paint coating 24 and the heating battery section 11 of the battery pack,
24' (Fig. 4 und 5) wird auf jedem Bügel nach dem 25 am besten aus den Fig. 9 und 10 zu ersehen, ist etwas Zusammenbau aufgebracht, um eine chemische Ein- größer als jeder der Anodenbatteriestapel, jedoch im wirkung auf den Bügel während des Betriebes der wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut. Da Batterie zu verhindern. jedoch die Batterie 11 wesentlich größere Abmessun-24 '(Figs. 4 and 5) is best seen in Figs. 9 and 10 on each bracket after the 25 is something Assembly applied to a chemical one larger than any of the anode battery stacks, but im effect on the bracket during operation of the essentially built in the same way. There Battery to prevent. however, the battery 11 has much larger dimensions
Nachdem eine Anzahl von Sätzen der Bauteile 25, gen hat, wird ein Isolierband 48 an ihrem Mittelteil 26 und 27 zusammengestapelt worden sind, werden sie 30 in solcher Weise befestigt, daß ihre Isolierendstreifen mit einer entsprechenden Anzahl von rechteckigen 47 überbrückt sind, wodurch ein besonders fester Geelektrolytadsorbierenden Scheiben 29 zusamengebaut. samtverband entsteht. Die Batterie 11 ist unterteilt in Die Scheiben 29 bestehen aus einem Stoff, der einen zwei Abschnitte A und A', deren Strom von den beiden Elektrolyt nach dem Inbetriebsetzen der Batterie zu positiven Ableitungsdrähten 49 und 50, die an ausadsorbieren vermag. Ein besonders brauchbarer elek- 35 gekratzte bzw. freigelegte Teilstücke der äußeren positrolytadsorbierender Stoff ist ein elektrolytbeständiges tiven Elektrode angelötet sind, und von dem gemein-After a number of sets of the components 25, have been stacked together an insulating tape 48 at their central part 26 and 27, they are fixed 30 in such a way that their insulating end strips are bridged with a corresponding number of rectangular 47, creating a particularly solid gel electrolyte adsorbing discs 29 assembled. velvet association is created. The battery 11 is divided into The disks 29 consist of a substance that has two sections A and A ', whose current from the two electrolytes after the battery is started to positive drainage wires 49 and 50, which is capable of adsorbing. A particularly useful electrically scratched or exposed section of the outer positrolyte-adsorbing substance is an electrolyte-resistant tive electrode that is soldered on, and of which
Zellulosematerial. Jede zusammengebaute Zelle besteht somit aus einer positiven Elektrode 27 (oder 27'), einer elektrolytadsorbierenden Scheibe 29 (oder 29') mit dem adsorbierten Elektrolyt und aus einer negativen Elektrode 26 (oder 26'). Die benachbarten Zellen sind voneinander durch die Trennwände 25 (oder 25') abgeschlossen und stehen miteinander in Reihenschaltung über die Bügel 28 (oder 28') in Verbindung.Cellulosic material. Each assembled cell thus consists of a positive electrode 27 (or 27 '), an electrolyte adsorbing disk 29 (or 29 ') with the adsorbed electrolyte and a negative one Electrode 26 (or 26 '). The neighboring cells are separated from each other by the partitions 25 (or 25 ') completed and are connected to one another in series via the bracket 28 (or 28 ').
samen negativen Stromableitungsdraht 51, der an eine negative Elektrode an der in Fig. 2 ersichtlichen Stelle angenietet ist, abgenommen werden kann.seed negative current dissipation wire 51, which is connected to a negative electrode at the point shown in FIG is riveted, can be removed.
Wie bereits erwähnt, sind die positiven Gitterelektroden sowohl der Heiz- als auch der Anodenbatterie mit einer Cuprochloridpaste überzogen. Diese Paste wird, und zwar für beide Batterieteile, mit Hilfe einer Polystyrollösung hergestellt, die sich z. B. wieAs mentioned earlier, the positive grid electrodes are both of the heater and anode batteries coated with a cuprous chloride paste. This paste is, for both battery parts, with the help made of a polystyrene solution z. B. how
Wie Fig. 6 zeigt, ist ein steifer Isolierstreifen an 45 folgt zusammensetzt: 831 g Polystyrol, 101,1 g jedem Ende eines Zellenstapels vorgesehen, und der chloriiertes Bi-phenyl, 39,75 g bi-hexyl-natrium-sulfogesamte Zusammenbau ist in ein nachgiebiges, elek- succinat, 1721 cm8 Toluol, 115 cm8 Benzol, trolytbeständiges, nichtleitendes Band31 eingewickelt. Unter chloriiertem Bi-phenyl sind chloriierte aroma-As Fig. 6 shows, a stiff insulating strip at 45 is composed as follows: 831 g polystyrene, 101.1 g each end of a cell stack provided, and the chlorinated bi-phenyl, 39.75 g bi-hexyl-sodium-sulfo overall assembly is in A resilient, electrosuccinate, 1721 cm 8 toluene, 115 cm 8 benzene, trolyte-resistant, non-conductive tape31 is wrapped. Chlorinated bi-phenyl includes chlorinated aromatic
Das Band 31, dessen Innenfläche mit einem elektrolyt- tische Kohlenwasserstoffe zu verstehen, Bi-hexylbeständigen nichtleitenden Klebstoff überzogen ist, 50 natrium-sulfosuccinat ist ein bekanntes Reinigungshält nicht nur die gestapelten Zellen zusammen, son- mittel.The band 31, the inner surface of which is to be understood with an electrolytic hydrocarbons, bi-hexyl-resistant Non-conductive adhesive is coated, 50 Sodium Sulphosuccinate is a well known cleaning agent not just the stacked cells together, but medium.
dern legt auch die vorstehenden Kanten der Trenn- Bei Verwendung dieser Lösung setzt sich die Pastedern also lays the protruding edges of the separating When this solution is used, the paste settles
wände 25 in abgebogener Stellung fest, um eine wirk- für die positive Elektrode der Anodenbatterie wie same Dichtung zwischen den Zellen sicherzustellen. folgt zusammen: 75,31% Cuprochlorid, 23,20% PoIy-Ein Übertreten des Elektrolyts von Zelle zu Zelle, und 55 styrollösung, 1,49% Cadmiumchlorid. damit ein Kurzschließen, wird auf diese Weise ver- Die Paste für die positive Elektrode der Heizwalls 25 firmly in a bent position in order to be effective for the positive electrode of the anode battery such as ensure the same seal between the cells. follows together: 75.31% cuprous chloride, 23.20% poly-one Passing the electrolyte from cell to cell, and 55 styrene solution, 1.49% cadmium chloride. thus short-circuiting, the paste for the positive electrode of the heating
batterie ist im wesentlichen die gleiche wie die für die Anodenbatterie, mit der Ausnahme, daß Ruß hinzugefügt wird, um den Spannungsanstieg nach dem Aktivieren der Batterie erheblich zu verbessern. Eine besonders brauchbare Heizbatteriepaste setzt sich wie folgt zusammen: 71,7% Cuprochlorid, 21,7% Polystyrollösung, 4,7% Cadmiumchlorid, 2% Ruß.battery is essentially the same as that for the anode battery, except that soot is added to greatly improve the voltage rise after activating the battery. One Particularly useful heating battery paste is composed as follows: 71.7% cuprous chloride, 21.7% polystyrene solution, 4.7% cadmium chloride, 2% carbon black.
Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, können dieAs can be seen from FIGS. 1 and 2, the
Trennwand 25 für die Zelle 32 bis zum Punkt α in der 65 verschiedenen Teilabschnitte der Füllbatterie elek-Nähe der Zelle 34, also zwei Zellen entfernt von Zelle trisch in beliebiger Weise geschaltet werden. Die 32. In entsprechenderWeise erstrecken sich die Kanten Stromableitungsdrähte werden in ein Kabel 19 zuder Trennwand 25" für die nächste Zelle 33 bis zu sammengefaßt, das aus einem Schlitz 18 am oberen einem Punkt b in der Nähe einer Zelle 35, ebenfalls Teil des Papiergehäuses 14 austritt und an ein entzwei Zellen entfernt, so daß die Verbindungswege 70 sprechendes Anschlußstück 54 führt. Im Gehäuse 14Partition 25 for the cell 32 up to point α in the 65 different subsections of the filling battery electrically close to the cell 34, that is, two cells away from the cell can be switched in any desired manner. The 32. In a corresponding manner extend the edges of current lead wires will summarized in a cable 19 Zuder partition 25 "for the next cell 33 to that at the top of a slot 18 to a point b in the vicinity of a cell 35, also part of the paper casing 14 exits and is removed from one cell in two so that the connecting paths 70 lead speaking connector 54. In the housing 14
hindert, während gleichzeitig die Kopf- und Bodenseiten der Zellen offen bleiben, so daß ein aktivierender Elektrolyt eingebracht und der Überschuß abgeführt werden kann.prevents, while at the same time the top and bottom sides of the cells remain open, so that an activating Electrolyte introduced and the excess can be removed.
Das Überlappen der verschiedenen Trennwände 25 gemäß der Erfindung ist aus Fig. 6 und noch deutlicher aus Fig. 8 zu ersehen. Wie sich aus Fig. 8 ergibt, erstrecken sich die abgebogenen Kanten derThe overlapping of the various partitions 25 according to the invention is shown in Fig. 6 and more clearly can be seen from FIG. 8. As can be seen from Fig. 8, the bent edges of the extend
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