DE1181292B

DE1181292B - Anordnung zur Verhinderung von Elektrolyt-austritt an den Fugen zwischen Gehaeuseteilen aus Metall und solchen aus Kunststoff

Info

Publication number: DE1181292B
Application number: DEA31064A
Authority: DE
Inventors: Dr Freimut Peters; Dipl-Ing Werner Tietze
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1958-12-31
Filing date: 1958-12-31
Publication date: 1964-11-12
Also published as: BE586211A; US3119722A; FR1243784A; GB891779A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H Ol m

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21b-1/01

A 31064 VIb/21b
31. Dezember 1958
12. November 1964

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verhinderung von Elektrolytaustritt an den Fugen zwischen Gehäuseteilen aus Metall und solchen aus Kunststoff bei ständig gasdicht verschlossenen elektrischen Akkumulatoren mit einem alkalischen, in den Poren der Elektroden und der Separation durch Kapillarkraft mindestens teilweise festgelegten Elektrolyten.

Für gasdichte alkalische Akkumulatoren ist es im allgemeinen üblich, das Metallgehäuse mit der negativen Elektrode elektrisch leitend zu verbinden.

Dieses Verfahren hat jedoch bei Akkumulatoren, deren Gehäuse nur zum Teil aus Metall, zum Teil aber aus Kunststoff besteht, den Nachteil, daß die Fugen zwischen Metall und Kunststoff nicht flüssigkeitsdicht gehalten werden können. Bei solchen Akkumulatoren zeigt sich nach einiger Zeit längs der Fugen eine Kruste von Alkalicarbonatkristallen, die beim Zusammentreffen des Elektrolyten mit der Kohlensäure der Luft entstanden sind.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist vorgeschlagen worden, das Gehäuse solcher Akkumulatoren elektrisch leitend mit der positiven Elektrode zu verbinden. In dieser Vorveröffentlichung sind Flachzellen, sogenannte Knopfzellen, beschrieben, bei denen der napfförmige Teil des Gehäuses positiv gepolt ist. Als Verschluß dient ein metallischer Deckel, der etwa den gleichen Durchmesser hat wie der Napf und mit der negativen Elektrode elektrisch leitend verbunden ist. Bei dieser Ausführung ist es nicht möglich, den Elektrolytaustritt durch die positive Polung zu verhindern, da die Fuge zwischen Deckel und Kunststoffdichtung sehr groß ist. Vor allem sind bei diesen bekannten Akkumulatoren keine Oberflächenteile, weder der positiven noch der negativen Elektrode, in der Größe von mindestens einer Elektrodenplatte freigelegt. Bei einem solchen Akkumulator ist daher der Elektrolytaustritt keineswegs verhindert.

Bei einer Ausführungsform dieser bekannten Anordnung in Anwendung auf eine Rundzelle ist zur Vermeidung solcher Gasdrücke eine Vorrichtung vorgesehen, die den Kontakt des Akkumulators zum äußeren Stromkreis bei einem einstellbaren Innendruck sowohl beim Laden als auch bei Tiefentladung mit Polumkehr unterbricht. Das Ansprechen dieser Drucksicherung ist jedoch an das Vorhandensein relativ hoher Gasdrücke im Inneren des Akkumulators geknüpft, die sich überdies nicht sehr genau festlegen lassen, so daß ein zuverlässiger Schutz der Fugen zwischen Metall und Kunststoff gegen mechanische Beanspruchung nicht gegeben ist. Außerdem wird beim Ansprechen der Schalter zugleich auch die Ladung der mit der zu schützenden Zelle in Reihe Anordnung zur Verhinderung von Elektrolytaustritt an den Fugen zwischen Gehäuseteilen
aus Metall und solchen aus Kunststoff

Anmelder:

Varta Aktiengesellschaft,

Hagen (Westf.), Dieckstr. 42

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Werner Tietze,

Dr. Freimut Peters, Hagen (Westf.)

liegenden weiteren Akkumulatoren unterbrochen. Dasselbe tritt auch ein, sobald bei einer im Betrieb befindlichen Batterie eine der in Reihe liegenden Zellen so weit erschöpft ist, daß es bei ihr zu Tiefentladungen mit Polumkehr kommt. In beiden Fällen ist also die gesamte Batterie durch den Ausfall einer ihrer Zellen betriebsunfähig geworden. Ein Wiedereinsatz der einmal ausgeschalteten Zelle ist erst dann möglich, wenn ihr Innendruck hinreichend abgesunken ist. Dieser Druckabfall benötigt jedoch bei der beschriebenen Anordnung sehr lange Zeit, da die im Inneren eines solchen Akkumulators vorgesehenen Mittel zur Knallgaskatalyse, nämlich das Herausragen eines Teiles der Elektroden aus dem flüssigen Elektrolyten, nur einen sehr langsamen und überdies nur einen unvollständigen Gasverzehr bewirken können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die genannten Nachteile der bisher bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine Anordnung zu entwickeln, die eine absolute Dichtigkeit der Fugen zwischen Metall und Kunststoff gegen Elektrolytaustritt auch über lange Zeit hinaus gewährleistet.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch die Kombination gelöst, daß das metallische Gehäuse mit der positiven Elektrode elektrisch leitend verbunden ist und nur ein negatives Kontaktstück (Pol) vorhanden ist, das gegen das positiv gepolte Gehäuse durch einen Kunststoffring oder einen anderen Kunststoffteil isoliert ist, und daß zwecks Verhinderung des Auftretens schädlicher Gasdrücke im Inneren des Akkumulators Oberflächenteile sowohl der positiven als auch der negativen Elektrode mindestens in der Größe einer Elektrodenplatte freigelegt sind.

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Bei der Anordnung gemäß der Erfindung befinden sich die Kriechwege des Elektrolyten zwischen Metall und Kunststoff unter dem Einfluß des positiven Gehäusepotentials. Gleichzeitig ist die Breite der kapillaren Spalte an diesen Stellen sehr gering, da diese 5 keinerlei mechanischer Belastungen unterworfen sind. So läßt es sich z. B. durch entsprechende Gestaltung und sorgfältigen Einbau der Kunststoffteile erreichen, daß die Spalte kleiner als ΙΟ"⁴, ja sogar kleiner als

Metallgehäuse 4 untergebracht sind. Der zum Betrieb des Akkumulators notwendige Elektrolyt befindet sich in den Poren der Elektroden 1 und 2 und des Separators 3.

Dieses Metallgehäuse 4 ist durch den kreisförmigen Kunststoffdeckel 5 in der Weise verschlossen, daß die Randzone dieses Kunststoffdeckels auf dem rechtwinklig abgebogenen oberen Gehäuseteil ruht. Der obere Gehäuseteil wird dann entsprechend

10~⁵ cm wird und diese geringe Größe auch während io Ziffer 6 so umgebördelt, daß die Abschlußplatte 5 langer Zeit nach der Fertigung des Akkumulators fest gehaltert und in der Randzone unter Erzielung behält. Auf diese Weise ist eine absolute Dichtigkeit eines gas- und flüssigkeitsdichten Abschlusses von der Fugen gegen jeden Austritt von Elektrolyt ge- Metall umschlossen wird. Zwischen der Unterseite geben, da durch die erfindungsgemäße Kombination der positiven Elektrode 2 und dem Unterteil des Geein guter Gasverzehr im Inneren des Akkumulators 15 häuses 4 befindet sich eine metallische Zwischenstattfindet und daher weder bei Überladung noch bei lage 9 aus grobe öffnungen enthaltendem Nickel Tiefentladung mit Polumkehr schädliche Innendrücke oder vernickeltem Eisen, beispielsweise aus Streckauftreten können. metall oder einem Metalldrahtgewebe. Dieser Metall-In einer vorteilhaften Ausführung der Anordnung körper 9 dient einmal dazu, den elektrischen Kontakt gemäß der Erfindung erfolgt die Freilegung der 30 der positiven Elektrode mit dem Gehäuse herzustellen, Oberflächen der Elektroden für den Gasverzehr da- zum anderen wird die Rückseite der positiven Elekdurch, daß zwischen den dem Gehäuse zugewandten trode freigelegt, so daß auf dieser Rückseite ein Gas-Oberflächen der Elektroden beider Polaritäten und raum 10 entsteht. Auf diese Weise ist eine Kontaktder Gehäusewand Abstandshalter angeordnet sind. fläche der positiven Elektrode mit dem Gasraum 10 Für die positiven Elektroden bestehen diese Abstands- 35 geschaffen, und bei Tiefentladung mit Polumkehr ist halter zweckmäßig aus elektrisch leitendem Material, eine Sauerstoffaufzehrung an der freigelegten Rückvorzugsweise aus Nickel oder einem anderen ver- seite der positiven Elektrode möglich. Durch die nickelten Metall. Sie können auch in Form von metallische Verbindung der positiven Elektrode mit Drahtgeweben, Streckmetall, perforierten oder profi- dem Gehäuse 4 erhält dieses das Potential der posilierten Blechen angewandt werden. Auch kann die 3° tiven Elektrode, was erfindungsgemäß notwendig ist. Abstandshalterung durch in das Metallgehäuse ein- Der Kunststoffverschluß 5 ist durch einen metalgepreßte Unebenheiten erfolgen. Als Abstandshalter lischen Kontakt 7 durchbrochen. Dieser metallische für die negativen Elektroden wird zweckmäßig ein Kontakt schafft über die Metallfeder 8, die sich isolierendes Material, vorzugsweise ein Kunststoff, zwischen dem Deckel des Gehäuses und der negativen verwendet. Die Freilegung der Elektrodenoberflächen 35 Elektrode befindet, den elektrischen Kontakt mit kann aber auch dadurch geschehen, daß die Elek- dieser Elektrode. Außerdem ist dadurch die Rücktroden in zwei oder mehrere flächengleiche Teilelek- seite, d. h. die der elektrochemisch arbeitenden Elektroden aufgespalten und zwischen diesen Abstands- trodenfläche abgekehrte Seite der Elektrode freigehalter angeordnet sind. legt und hat die zur Gasaufzehrung nötige groß-Ausführungsformen von gasdichten galvanischen 40 flächige Berührung mit dem Gasraum 10 im Innern Zellen bzw. Akkumulatoren mit alkalischem Elektro- des Akkumulators. Durch den beschriebenen Aufbau lyten, bei denen die Anordnung zur Verhinderung der Zelle ist erreicht, daß sowohl bei der positiven von Elektrolytaustritt gemäß der vorliegenden Erfin- wie bei der negativen Elektrode eine Fläche freigelegt dung in vorteilhafter Weise verwirklicht ist, sind in ist und sich in Berührung mit dem Gasraum befindet, den F i g. 1 bis 7 beschrieben, ohne daß hiermit 45 der etwa der Hälfte der äußeren Begrenzungsfläche, jedoch eine Einschränkung auf diese nur als Beispiele d.h. der Mantelfläche, des Elektrodensatzes entspricht. Dadurch ist erreicht, daß sowohl bei Ladung und Überladung wie bei Tiefentladung mit Polumkehr eine intensive Gasaufzehrung erfolgt, und keine 50 unzulässigen Drücke im Innern der Zelle auftreten. Dies wiederum bewirkt, daß die Dichtungsfugen 6 zwischen Metall und Kunststoff nicht beansprucht werden und die Dichtungsfuge zwischen Kunststoffdeckel 5 und positiv gepoltem Gehäuse 4 auch über 55 eine lange Lebensdauer der Zelle ständig in Funktion bleibt.

Die F i g. 2 stellt im senkrechten Schnitt und F i g. 3
im waagerechten Schnitt eine Rundzelle mit konzentrisch angeordneten Elektroden mit den erfindungs-

F i g. 6 und 7 einen senkrechten und einen waage- ⁶° gemäßen Merkmalen dar. rechten Schnitt durch eine Zelle mit rechteckigem In der Mitte der Zelle befinden sich die beiden

Grundriß und ebenen Platten. negativen Halbelektroden 11, zwischen denen ein

Im einzelnen ist in den genannten Figuren darge- Abstandshalter 22 aus Nickel oder vernickeltem stellt: Eisen angeordnet ist, welcher grobe Maschen bzw.

In F i g. 1 bezeichnet 1 die negative Elektrode und 65 öffnungen enthält. Auf diese Weise sind die Rückdie positive Elektrode des Elektrodensatzes, die Seiten der negativen Elektroden 11 freigelegt und dem durch den porösen, saugfähigen und mit Elektrolyt in der Zelle angesammelten und im Gasraum 23 bedurchfeuchteten Separator 3 getrennt und in dem findlichen Gas zugänglich. Dieses Paar negativer

zu wertenden Ausführungsformen gegeben werden soll.

Im einzelnen stellt dar

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Rundzelle mit konzentrisch angeordneten Elektroden,

Fig. 3 den Aufbau eines Elektrodensatzes aus biegsamen Elektroden, die zu einem Elektrodenwickel zusammengerollt werden,

F i g. 4 den Anschnitt einer Rundzelle, die die spiralförmig aufgewickelten Elektroden nach F i g. 4 enthält,

F i g. 5 einen senkrechten,

Elektroden ist von dem feinporigen saugfähigen Separator 13 umgeben. Die positive Elektrode besteht aus drei Einzelelektroden 12, die die negativen Elektroden 11 konzentrisch umgeben. Der Elektrodensatz befindet sich in dem Metallgehäuse 15. Die außenliegenden positiven Elektrodenplatten 12 sind von dem Gehäuse durch den metallischen Abstandshalter 14 (aus Nickel oder vernickeltem Eisen) getrennt, welche den leitenden Kontakt mit dem Gehäuse 15 herstellen und diesem das Potential der positiven Elektrode 12 verleihen und andererseits aber die Rückseite der positiven Elektrodenplatten 12 freilegen und dadurch dem in der Zelle vorhandenen Gas (Sauerstoff) Zutritt zur freiliegenden Rückseite der positiven Elektrode gestatten. Dieses Gas sammelt sich in dem Gasraum 21 an. Die freiliegende Rückseite der positiven Elektrode dient bei Tiefentladung mit Polumkehr dann der Aufzehrung des an der negativen Elektrode in Freiheit gesetzten Sauerstoffes. Im oberen Teil ist die zylinderförmige Zelle mittels der Kunststoffscheibe 17 verschlossen, welche vorzugsweise aus einem Polyamid oder aus Polytetrafluoräthylen besteht. Diese Kunststoffscheibe wird durch den umgebördelten Rand des Gehäuses fest gehaltert, so daß der Kunststoff in der Fuge 16 dicht an dem Metall anliegt. Auf dem Kunststoff liegt die Metallscheibe 18 aus Nickel oder vernickeltem Eisen auf, die den Kontaktknopf 19 besitzt. Die Metallscheibe 18 mit dem Kontaktknopf 19 ist durch den umgebördelten Rand des Gehäuses 15 mit der positiven Elektrode elektrisch leitend verbunden und ist damit der positive Anschlußpol.

Am unteren Teil ist die Zelle durch die Kunststoffscheibe 24 verschlossen, die wieder durch den umgebördelten Rand fest gehaltert wird, so daß die Fuge 25 zwischen Metall und Kunststoff absolut dicht gegenüber Gas- und Elektrolytaustritt ist. Die Kunststoffscheibe 24 ist durch den Kontaktknopf 20 durchbrochen, der die elektrische Verbindung mit der negativen Elektrode 11 herstellt.

Durch die ausreichend großen Kontaktflächen der negativen Elektrode und der positiven Elektrode mit dem Gasraum 23 und 21 ist wieder ein sicherer Gasverzehr bei Überladung und bei Tiefentladung mit Polumkehr gewährleistet, so daß die Dichtungsfugen 16 und 25 zwischen Kunststoffdichtung 17 und 24 und dem Gehäuse 15 während des Betriebes der Zelle zuverlässig gas- und flüssigkeitsdicht bleiben.

Die freiliegende Oberfläche der positiven Elektrode hat die Größe der äußeren Begrenzungsfläche (Mantelfläche) des Elektrodensatzes, und die freiliegende Rückseite der negativen Elektrode besitzt nicht ganz die halbe Größe.

Der Aufbau der Zelle nach den Fig. 2 und 3 kann, was in den Figuren nicht dargestellt ist, noch in der Weise vereinfacht werden, daß an Stelle des Kunststoffringes 17 die Zelle an dieser Seite durch einen metallischen Boden verschlossen ist, der die Kontaktnase 19 enthält. Das Metallgehäuse 15 hat in diesem Fall also eine becherartige Ausführung. In diesem Fall kann also auf die Kunststoffscheibe 17 verzichtet werden.

Weiterhin kann man den Abstandshalter 14 ersetzen durch nach innen weisende Unebenheiten des Gehäuse-Innenmantels, etwa durch sogenannte Sicken u. a.

In der F i g. 4 ist ein andersartiger Elektrodensatz dargestellt, der ebenfalls zum Einbau in zylindrische Zellen vorgesehen ist. Dieser Elektrodensatz besteht aus der biegsamen und spiralig aufwickelbaren negativen Elektrode 31 und der ebenfalls biegsamen positiven Elektrode 32, Die positive Elektrode ist in den Separator 33 eingehüllt. Auf einer Seite der negativen Elektrode liegt ein Abstandshalter 35 aus Nickel oder vernickeltem Eisen auf, der grobe öffnungen enthält und damit eine Seite der negativen Elektrode freilegt. Auf diese Weise wird dann auf

ίο dieser Seite der negativen Elektrode der Gasraum 37 geschaffen, der für die Gasaufzehrung notwendig ist. Die positive Elektrode 32 ist an ihrem äußeren Ende durch einen von aktiver Masse freien Metallkörper 34 aus Nickel oder vernickeltem Eisen verlängert, der die groben Hohlräume 36 enthält.

Den Aufbau einer Zelle nach der Erfindung, die unter Verwendung eines Elektrodensatzes nach F i g. 4 hergestellt ist, zeigt die Fig. 5. In dem beidseitig gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Behälter 38 befindet sich der spiralig aufgewickelte Elektrodensatz, bestehend aus negativer Elektrode 31 und positiver Elektrode 32. Die positive Elektrode ist in den Separator 33 beidseitig eingehüllt. Auf der negativen Elektrode liegt einseitig der grobmaschige Abstandshalter 35 aus Nickel oder vernickeltem Eisen auf, so daß auf der einen Seite der negativen Elektrode ein Gasraum 37 besteht. An der freiliegenden Berührungsfläche der negativen Elektrode mit diesem Gasraum 37 erfolgt dann die Aufzehrung des bei der Ladung entstehenden Sauerstoffes. Der Gasraum 37 steht im übrigen mit den weiteren der Gasansammlung dienenden Gasräumen 44 in der Zelle in Verbindung.

Der von aktiver Masse freie Teil 34 der positiven Elektrode umgibt den Elektrodenwickel außen und stellt eine leitende Verbindung mit dem Metallgehäuse 38 her. Gleichzeitig wird hierdurch ein Gasraum 36 auf der Außenseite des Elektrodenwickels geschaffen, der der Gasaufzehrung bei Tiefentladung mit Polumkehr dient.

Auf einer Seite ist der zylindrische Behälter 38 durch die Kunststoffscheibe 40 mittels des umgebördelten Randes 45 des Gehäuses gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen, so daß die Fuge 39 zwischen dem mit der positiven Elektrode verbundenen Metallgehäuse und der Kunststoffdichtung weder einen Gas- noch einen Flüssigkeitsaustritt gestattet. Auf der Kunststoffdichtung 40 liegt eine Metallscheibe 41 mit Kontaktknopf 42 auf, die mit dem Metallgehäuse 38 bzw. dem umgebördelten Rand 45 leitend in Verbindung steht.

Auf der unteren Seite ist das Gehäuse durch die Kunststoffscheibe 46 verschlossen, die mittels des umgebördelten Gehäuseteiles 47 gehaltert wird. Die

Dichtungsfuge 48 zwischen Gehäuse und Kunststoffdichtung isoliert den gas- und flüssigkeitsdichten Abschluß des Behälters.

Die Kunststoffscheibe 46 ist durch den Kontaktknopf 43 durchbrochen, der die elektrische Verbin-

dung mit der negativen Elektrode herstellt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen im senkrechten und im Querschnitt eine Zelle nach der Erfindung, welche eine rechteckige Form besitzt. Dementsprechend werden Elektroden in rechteckiger Form verwendet.

In dem ganz aus Metall, d. h. zweckmäßig vernickeltem Stahl, bestehenden, gas- und elektrolytdicht verschlossenen Gehäuse 58 befinden sich die positiven Elektroden 52 und die negativen Elektroden 51.

Die letzteren sind in dem gegebenen Beispiel je in zwei Halbelektroden aufgeteilt. Zwischen den beiden Halbelektroden befindet sich ein grobmaschiger Abstandshalter 55 aus Nickel oder vernickeltem Eisen, beispielsweise in Gestalt von Streckmetall oder Metalldrahtgewebe. Auf diese Weise werden die Rückseiten der negativen Halbelektroden freigelegt, und es entsteht zwischen diesen freigelegten Rückseiten der Gasraum 57, der mit dem übrigen Gasraum in der Zelle 65 in Verbindung steht.

An den freiliegenden Rückseiten der negativen Halbelektroden vollzieht sich dann die Sauerstoffaufzehrung bei der Ladung. Diese freiliegenden Rückseiten insgesamt haben in dem Beispiel gemäß

stellen der Zelle entleert. Hiernach wird der Einfüllstutzen in der Weise verschlossen, daß zunächst eine Dichtungsscheibe 60 in den Einfüllstutzen eingelegt wird. Diese Dichtungsscheibe aus einem plastisehen Kunststoff, einem Elastomeren oder einer Kombination beider liegt auf einer in dem Einfüllstutzen befindlichen scharfkantigen Schneide auf und wird mittels des Schraubringes 61 fest auf ihre Auflage gedrückt, so daß ein absolut dichter Verschluß ίο des Gehäuses entsteht.

Infolge der positiven Gehäusepolung befindet sich jetzt erfindungsgemäß die Fuge zwischen dem Dichtungsring 60 und dem Stutzen 59 unter dem Potential der positiven Elektrode, und ein Austritt von F i g. 6 und 7 die Größe von vier Elektrodenflächen, 15 Flüssigkeit ist, wie in den langdauernden Versuchen so daß die gesamte freiliegende Fläche der negativen erwiesen wurde, damit zuverlässig verhindert, so daß Elektroden größer ist als ein Viertel der äußeren der gleichzeitig als Sicherungselement dienende VerMantelfläche des Elektrodensatzes. Zwischen den Schluß ständig seine Funktion behält und selbst nicht positiven und negativen Elektroden befindet sich die durch das Ansetzen von Krusten von Kaliumnichtleitende, feinporige Separation 53, in deren 20 karbonat, die infolge der Reaktion von austretendem Poren, ebenso wie in den Poren der Elektroden, in Elektrolyt mit der Kohlensäure der Luft entstehen der Hauptsache der zum Betrieb des Akkumulators könnten, seine Funktion verliert, notwendige Elektrolyt durch Kapillarkraft fest- Nach einer anderen Ausführungsform können die

gehalten ist. Platten im Innern einer Zelle nach den F i g. 6 und 7

Zwischen den dem Gehäuse zugewandten Ober- 25 auch derart angeordnet werden, daß sich an der flächenteilen der positiven Elektroden und der be- Außenseite des Plattensatzes zwei negative Eleknachbarten Innenwand des Metallgehäuses 58 sind troden befinden. Diese würden unter Zwischenschaldie metallischen Abstandhalter 54, welche beispiels- tung eines Separators 53 etwa auf den positiven weise aus Streckmetall oder Metalldrahtgewebe aus Außenelektroden 52 aufliegen. In diesem Fall müßten Nickel oder vernickeltem Eisen bestehen, angeordnet, ₃₀ die Abstandshalter zwischen dem metallischen Geso daß auf diese Weise die Rückseiten der außen- häuse 58 und den negativen außenliegenden Elektrodenplatten aus einem isolierenden Material, vorzugsweise aus Kunststoff, bestehen, der grobe Maschen enthalten müßte, um dem im Akkumulator 35 entstehenden Sauerstoff Zutritt zu den nach außen gekehrten Flächen der negativen Außenelektroden zu geben.

Da in diesem Fall keine freiliegenden Teile der positiven Elektroden vorhanden sind, ist es dann

zieht sich bei Tiefentladung mit Polumkehr dann die 40 zweckmäßig, mindestens eine positive Elektroden-Aufzehrung des an der negativen Elektrode ent- platte, beispielsweise die mittlere positive Elektrodenplatte, in zwei Teilelektroden aufzuspalten und diese Teilelektroden in gleicher Weise durch einen Abstandshalter 55 zu trennen, wie dies für die nega-45 tiven Elektroden gezeigt ist.

Natürlich gilt für alle gezeigten Ausführungsbeispiele und für alle Zellen nach der Erfindung, daß der zum Betrieb der Zelle notwendige Elektrolyt in der Hauptsache in den Poren der Elektroden und

verbindung 67 mit dem Gehäuse elektrisch leitend 50 Separatoren durch Kapillarkraft festgehalten ist. verbunden, indem diese Metallverbindung auf der Die Ausführung der Elektroden der Zelle nach

der Erfindung kann in irgendeiner bekannten Weise erfolgen. Falls die Elektroden aktive Masse enthalten, können also poröse gesinterte Elektroden aus Nickel, in deren Poren aktive Masse eingelagert ist, oder Elektroden, deren aktive Masse durch ein perforiertes Gehäuse ummantelt ist, oder Elektroden, deren aktive Masse sich in einem grobmaschigen porösen Träger, beispielsweise in einem Streckmetall

dieses Gehäuse isoliert. Die Verbindung zwischen 60 oder einem Metalldrahtgewebe befindet, verwendet den negativen Elektroden und dem Anschlußpol 62 werden. Ebenfalls können Elektroden verwendet werwird durch die Verbindungsteile aus Nickel oder den, die durch Pressen der anfangs pulverförmigen vernickeltem Eisen 66 hergestellt. aktiven Masse hergestellt sind. Für den Fall der

Auf dem Gehäusedeckel 64 befindet sich der Ein- negativen Elektroden gilt letzteres beispielsweise, füllstutzen 59 für den Elektrolyten. Dieser Elektrolyt 65 falls diese aus einer Mischung von Cadmiummasse wird zwecks Formation in die Zellen eingefüllt und und Nickelpulver und für positive Elektroden beinach der Formation dann wieder aus dem Einfüll- spielsweise, falls diese aus Silberoxyd oder einer stutzen durch Ausschleudern oder auf den Kopf Mischung von Silberoxyd und Nickelpulver bestehen.

liegenden positiven Elektroden freigelegt sind und Berührung haben mit dem durch den Abstandhalter geschaffenen Gasraum 56 zwischen dem Gehäuse und den benachbarten positiven Elektroden.

Dieser Gasraum 56 steht, ebenso wie der Gasraum 57, mit dem Gassammeiraum 65 in Verbindung.

An den freiliegenden, dem Gehäuse zugekehrten Rückseiten der positiven Außenelektroden 52 voll-

wickelten Sauerstoffes. Die freiliegenden Rückseiten der positiven Elektroden besitzen in dem gezeigten Beispiel eine Gesamtfläche, die größer ist als ein Viertel der Mantelfläche des Elektrodensatzes.

Der elektrische Kontakt zwischen dem positiven Elektrodensatz und dem Metallgehäuse 58 wird durch die metallischen Abstandshalter 54 hergestellt; weiterhin ist der positive Elektrodensatz mittels der Metall-

Innenseite des Gehäuses fest angeschweißt ist.

Auf diese Weise befindet sich das Metallgehäuse erfindungsgemäß auf dem Potential der positiven Elektroden.

Das Gehäuse 58 ist durch den Metalldeckel 64 hermetisch verschlossen. Durch dieses Metallgehäuse ist der Anschlußpol 62 der negativen Elektroden hindurchgeführt und durch den Isolierring 63 gegen

Enthalten die Elektroden keine aktive Masse, können sie aus einem porösen Nickelsinterkörper, aus Nickeldrahtgewebe, Streckmetall, perforiertem vernickeltem Stahlblech und anderen porösen Gebilden aus Nickel oder vernickeltem Eisen bestehen.

Die Formation der Zellen nach der Erfindung, die den Zweck hat, sie in einen betriebsfähigen Zustand zu setzen, wird in irgendeiner bekannten Weise durchgeführt. Die Zellen können also verschlossen werden in einem Zustand, wo die negative Elektrode eine höhere Ladefähigkeit besitzt als die positive Elektrode (Ladereserve), oder nach einer langfristigen Aufladung der Elektroden bis zur völligen Aufladung beider Elektroden und Entfernung des Elektrolyten oder nach einer derartigen Behandlung und einer nachfolgenden Entladung bis zur Entladung der die Nutzkapazität des Akkumulators begrenzenden Elektrode. Auch andere bekannte Formationsverfahren, etwa wie die Behandlung der Zelle in irgendeinem Ladezustand mit gasförmigem ao Sauerstoff nach Entfernung des Elektrolyten, können angewendet werden.

Die Bemessung der Kapazitäten der Elektroden kann in irgndeiner bekannten und zweckmäßigen Ausführungsart erfolgen, beispielsweise etwa derart, as daß die negative Elektrode ständig mehr aufladbare oxydierbare Teile, gemessen in elektrochemischen Äquivalenten, enthält. Die positive Elektrode kann beispielsweise ausschließlich aus regulärer Nickelhydroxydmasse bestehen, und dann ständig mehr entladbare, reduzierbare Teile besitzen als die negative Elektrode entladbare oxydierbare Teile, d.h. eine Entladereserve, oder aber sie kann einen Zusatz von sogenannter antipolarer Masse, d. h. beispielsweise von negativer Cadmiummasse, besitzen, deren Menge im Verhältnis zur positiven Elektrode zweckmäßig so bemessen ist, daß die Nutzkapazität der Zelle durch die positive Elektrode begrenzt wird. Mit diesen Beispielen soll jedoch keine Einschränkung gegeben werden. Das letztere Beispiel würde also besagen, daß die negative Elektrode stets mehr entladbare oxydierbare Teile besitzt als die reguläre positive Nickelhydroxydmasse entladbare reduzierbare Teile, gemessen in elektrochemischen Äquivalenten.

Es sind dann infolge des konstruktiven Aufbaues der Zellen nach der Erfindung solche Verhältnisse geschaffen, daß sowohl bei Ladung als auch Tiefentladung mit Polumkehr eine intensive Sauerstoffaufzehrung an den freiliegenden Oberflächenteilen der negativen bzw. positiven Elektroden erfolgt und sich dann keine schädlichen Gasdrücke einstellen können. In Kombination mit der vorteilhaften Polung des Gehäuses, d. h. der elektrischen Verbindung mit der positiven Elektrode, ist auf diese Weise dafür Sorge getragen, daß an den Dichtungsfugen zwischen dem mit der positiven Elektrode verbundenen metallischen Gehäuse und der Abdichtung dienenden Kunststoffteilen keine Flüssigkeit austreten kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verhinderung von Elektrolytaustritt an den Fugen zwischen Gehäuseteilen aus Metall und solchen aus Kunststoff bei ständig gasdicht verschlossenen elektrischen Akkumulatoren mit einem alkalischen, in den Poren der Elektroden und der Separation durch Kapillarkraft mindestens teilweise festgelegten Elektrolyten, gekennzeichnet durch die Kombination, daß das metallische Gehäuse mit der positiven Elektrode elektrisch leitend verbunden ist und nur ein negatives Kontaktstück (Pol) vorhanden ist, das gegen das positive gepolte Gehäuse durch einen Kunststoffring oder einen anderen Kunststoffteil isoliert ist, und daß zwecks Verhinderung des Auftretens schädlicher Gasdrücke im Inneren des Akkumulators Oberflächenteile sowohl der positiven als auch der negativen Elektrode mindestens in der Größe einer Elektrodenplatte freigelegt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gehäuse zugewandten Oberflächen der Elektroden beider Polaritäten in bekannter Weise mittels zwischen diesen und der Gehäusewand angeordneten Abstandshaltern freigelegt sind.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die Abstandshalter für die positiven Elektroden aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Nickel oder einem anderen vernickelten Metall, und die Abstandshalter für die negativen Elektroden aus isolierendem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, bestehen.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- _; kennzeichnet, daß die positive und die negative Elektrode in bekannter Weise in mindestens zwei etwa flächengleiche Teilelektroden aufgespalten und Abstandshalter zwischen diesen angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 029 437;
deutsche Auslegeschrift A 16999 VIb/21 b (bekanntgemacht am 26.1.1956);
USA.-Patentschrift Nr. 2 651 669.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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