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DE2356284A1 - Alkalische flachzellenbatterie - Google Patents

Alkalische flachzellenbatterie

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DE2356284A1
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battery
cells
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Pentti Juuse Dipl Ing Tamminen
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Individual
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    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42Grouping of primary cells into batteries
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    • 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
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

Andre jewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte
Diplom-Physiker Dr. Walter Andre jewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke
, n " Diplom-Ingenieur
Anwaltsakte: 42 823/E-th Hans Dieter Gesthuysen
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
Dipl.-Ing· Pentti Juuse Tamminen
Otsolahdentie 6
02100 Tapiola / Finnland -
4300 Essen, den 8. Nov. 1973 Theaterplatz 3
Alkalische Flachzellenbatterie.
Alkalische Flachzellenbatterien sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So ist beispielsweise in der US-PS 2 798 859 eine Zelle beschrieben, in welcher die aktiven Teile der Zelle, d.h. eine als negative Elektrode wirkende Zinkplatte, ein-Elektrolyt enthaltender Separator, ein depolarisierender Mischkuchen und eine starre positive Kohlenelektrode hermetisch in einer Hülle aus Plastikfolie eingeschweißt sind,- deren Innenseite mit einer Klebstoffschicht belegt ist. Diese Zellen werden miteinander verbunden, um eine Batterie zu bilden, indem zwischen sie Kontakt-
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platten gelegt werden, welche nach oben und unten weisende Vorsprünge oder Erhöhungen aufweisen. Der Kontakt zu den Zellen und zwischen den Zellen wird dadurch hergestellt, daß der Zellenstapel zusammengedrückt wird, wodurch die Umhüllungen von den Erhöhungen der Kontaktplatten durchstoßen werden.
Diese Konstruktion ist für Leclanche-Zellen vorgesehen, bei denen die positive Elektrodenschicht vergleichsweise hart und steif ist ebenso wie die negative Elektrode, welche aus festem Zink besteht. Wenn #*h» derartige Zellen mit einem alkalisehen Elektrolyt gefüllt werden, neigt der Elektrolyt trotz des. Klebstoffes dazu, allmählich an der Zinkfläche entlangzusickern, sodaß er die Kontaktstelle erreicht, wodurch die elektrische Verbindung außerdem durch die zu einer optimalen Leistung nötigen Elektrolytmengen die aktiven Schichten pastenförmig oder weich. In der Praxis können tatsächlich diese Elektrolytschichten aufgespritzt werden. Um einen guten Kontakt herzustellen, erfordert diese bekannte Konstruktion ein derart starkes Zusammendrücken des Zellenstapels, daß eine Verformung der pastenförmigen Elektrodenschichten erfolgt, wodurch der Druck der Kontaktspitzen gegen die Elektroden vermindert wird und die elektrischen Kontakte sogar unterbrochen werden können. Die Kontaktspitzenplatten begrenzen außerdem das Eindringen der Kontakterhöhungen in die Zelle wesentlich stärker als es zum Durchbohren der Abdeckfolie erforderlich ist, wodurch der Kontakt nicht einwandfrei erhalten bleiben kann, wenn eine Verformung der Elektrodenschichten stattfindet. Es hat sich außerdem herausgestellt, daß die Polyäthylenfolie, welche in
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der genannten Patentschrift für alkalische Zellen vorgeschlagen wird, für diesen .Zweck nicht sehr geeignet ist, da sie in hohem Maße Sauerstoff hindurchläßt. Während der Lagerung zerstört infolgedessen der Luffrsauerstoff allmählich die negative Elektrode.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine alkalische Plachzellenbatterie in der Weise auszubilden, daß der . Kontakt zwischen den einzelnen Zellen und den die Anschlußteile für eine Batterie bildenden Endplättchen mit höchster Zuverlässigkeit bei geringstem Druck auf die einzelnen Zellen beim Zusammenbau zu einer Batterie erfolgt und gleichzeitig gewährleistet ist, daß jegliches Auslaufen des Elektrolyts aus den einzelnen Zellen verhindert wird. Eine derartige Zelle soll außerdem preiswert in großen Serien in automatisch arbeitenden Maschinen herstellbar sein«
Eine erfindungsgemäße alkalische Plachzellenbatterie besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen: Den beiden Anschlußteilen, wenigstens einer zwischen den Anschlußteilen liegenden Flachzelle mit einem negativen und einem positiven Stromkollektor, mit den Anschlußteilen verbundenen Batteriekontakten, Kontaktflächen auf jeder Seite der Zelle in einander entsprechender Gestaltung und mit den Stromkollektoren verbunden, einer Kunststoffhülle für jede Zelle, welche ihre Zelle völlig dicht umschließt, und einzelnen Kontaktelementen, welche einmal die benachbarten Zellen untereinander und zum anderen die äußersten Zellen mit den Batteriekontakten verbinden, wobei
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die einzelnen Kontaktelemente als Metallfedern mit mindestens zwei in entgegengesetzten Richtungen weisenden Spitzen bestehen und die Spitzen die Kunststoffhülle und die Kontaktfläche der Zelle durchbohren und dadurch beim Anpressen der Anschlußteile gegen die Flachzellen die elektrischen Verbindungen der Batterie gewährleisten.
Bei einer erfindungsgemäßen Stromzelle sind daher deren aktiven Bestandteile in einer Kunststoffhülle eingeschweißt, welche vorzugsweise aus einem zweischichtigen Laminat besteht, dessen innere Schicht chemisch inert und heißverschweißbar ist, beispielsweise aus Polyäthylen besteht, während die andere mechanisch fest ist, gegenüber Sauerstoffgas im wesentlichen undurchlässig ist und beispielsweise aus Polyamid besteht. Diese laminierte Folie kann den Austritt von Wasserdampf aus der Zelle und das Eindringen von Sauerstoff in die Zelle verhindern, doch reicht ihre Wasserstoffdurchlässigkeit aus, um innerhalb der Zelle keinen Wasserstoffdruck entstehen zu lassen.
Um die erforderliche Steifheit der Zellen zu erhalten, welche ein Zusammenpressen eines Zellenstapels zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Batterie ermöglicht, sind die aktiven Bestandteile einer jeden Zelle in der laminierten Kunststoffhülle im Vakuum heißverschweißt. Infolge des atmosphärischen Druckes sind selbst die pastenförmigen Schichten innerhalb der versiegelten Zellen steif und können, ohne daß eine Verformung eintritt, gegeneinander gepreßt werden. Wenn jedoch später das Vakuum innerhalb der Zellenhülle beispielsweise durch Gasbildung
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infolge von Verunreinigungen herabgesetzt wird, können diese pastenförmigen Schichten nachgeben, sodaß spezielle Anordnungen getroffen wurden, um den Kontakt zwischen den Zellen und den Zellen und den Anschlußteilen zu gewährleisten.
Ein bedeutendes Merkmal der Erfindung ist der negative Stromkollektor, welcher vorzugsweise aus einer Kunststoffplatte . besteht, auf welcher die Klebschicht fest haftet, sodaß der alkalische Elektrolyt nicht in eine Kontaktplatte auslaufen kann, welche an der Außenseite vollkommen durch eine relativ dicke und weiche Schicht des isolierenden Klebmittels bedeckt ist. Der positive Stromkollektor besteht vorzugsweise aus Eisen und ist vorzugsweise an der der depolarisierenden Mischung gegenüberliegenden Seite mit einer Kohlenstoff enthaltenden leitfähigen Farbe bedeckt, in welcher das Bindemittel, beispielsweise chlorsulfoniertes Polyäthylen, gegenüber Sauerstoff sehr widerstandsfähig ist. An einer Stelle an der Außenseite dieses eisernen positiven Stromkollektors ist entsprechend der Kontaktplatte der negativen Elektrode beim Aufeinanderstapeln der Zellen eine gleichartige Schicht eines isolierenden ,Klebmittels vorgesehen, welche eine begrenzte Fläche des Stromkollektors bedeckt. Es wurde festgestellt, daß durch die leitfähige Farbe die Funktion der Zelle insbesondere bei einer Verwendung als Lagerbatterie wesentlich verbessert wird. In dem Buch von Falk-Salkind: "Alkaline Storage Batteries", Seite 369-370, heißt es beispielsweise, daß eine Mangan-Alkali-Batterie wenigstens fünfzig Mal wieder aufgeladen werden kann. Ohne diese schützende leitfähige Farbe würde der aus Eisen bestehende Stromkollektor oxydiert werden, wodurch die Aufladbarkeit der
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Batterie stark vermindert würde. Der Grund, warum die Klebmittelisolierschichten relativ dick sind, besteht darin, daß, wenn die Kontaktfedern zwischen den Zellen und an den Enden eines Zellenstapels zur Herstellung einer Batterie angeordnet und die einzelnen Teile zusammengepreßt werden, die Kontaktfedern regelrecht in die nachgiebigen Klebschichten eingebettet werden, wodurch zwangsläufig jegliches Auslecken des Elektrolyts aus einer jeden Zelle verhindert wird. Infolge des Federdruckes des Federkontaktes und der spitzen Kontaktkanten, auf welche praktisch der gesamte Druck konzentriert wird, ergibt sioh ein sehr zuverlässiger bleibender elastischer elektrischer Kontakt zwischen den einzelnen Zellen und den Kollektorplatten.
Diese neuartige Ausbildung, bei welcher Stromkollektoren und Kontaktplatten zusammen mit außen aufgebrachten Kontaktfedern kombiniert werden, sowie die Herstellung unter Einschluß einer Vakuumverpackung der Zellen begünstigt eine sehr preiswerte und weitgehend automatisierte Herstellung derartiger Zellen und Batterien. Bei Verwendung einer Vakuum-Packmaschine der in der nachfolgenden Beschreibung kurz erläuterten Art wird vorzugsweise eine dickere Folie untergelegt und durch Hitze und Saugdruck in dieser Folie Näpfe ausgebildet, in welche die einzelnen Teile der Zellen eingestapelt werden. In diesem Fall kann der Elektrolyt in jeden dieser Näpfe eingefüllt werden, bevor sie abschließend durch die Oberfolie im Vakuum versiegelt werden. Dadurch lassen sich Zellen mit ausgezeichneten Entladeeigenschaften und einem hohen Anteil an Elektrolyt
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herstellen, welche nach dem Heißversiegeln oder Verschweißen infolge des außerhalb der Zellen herrschenden atmosphärischen Druckes bequem gehandhabt und zu Batterien zusammengesetzt werden können, ohne daß eine Verformung stattfindet.
Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der vorliegenden Zeichnungen; es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen alkalischen Flachzelle;
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt;
Figur jja und J5b zwei Ausführungen des Stromkollektors der Zelle gemäß Figur 2;
Figur 4a und ^b zwei Ausführungen des erfindungsgemäßen Kontaktteiles in zwei Projektionen;
Figur 5 einen Teilschnitt durch eine Batterie mit einer Zelle; . -
Figur 6 eine Batterie mit drei Zellen;
Figur 7a und 7b ein positives und ein negatives Elektrodenelement, welche aufeinander angeordnet und in einer Kunststoffhülle verpackung eine Zelle bilden;
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Figur 8 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zelle; und
Figur 9 ein Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Zellen in schematischer Darstellung.
In Figur 1 ist das Stahlblech 1 ein positiver Stromkollektor. Seine Unterseite ist vorzugsweise mit einem Anstrich versehen, welcher durch Graphit und Kohlenschwärze leitend gemacht ist und ein Bindemittel enthält, welches von dem verwendeten Elektrolyt nicht angegriffen wird, der im vorliegenden Fall aus etwa j50#-iger KOH-Lösung besteht. Die positive Elektrode ist ein Mischkuchen 2, der aus Kohlenstoff und Mangandioxidpulver gepreßt ist und mit dem Elektrolyt befeuchtet ist. Die negative Elektrode 3 enthält almalgamiertes Zinkpulver und einen leimartigen Elektrolyt, der aus Carboxymethylzellulose besteht. Der negative Stromkollektor 4 kann beispielsweise aus einem Stahlblech bestehen, welches beispielsweise in einer KOH-Lösung zusammen mit stark amalgamiertem Zinkpulver behandelt wurde, sodaß keine Wasserstoffentwicklung an seiner Oberfläche unter den innerhalb der Zelle herrschenden Bedingungen auftreten kann. In der Mitte der Außenseite eines jeden Stromkollektors 1 und 4 ist eine zähe Isolierschicht 5 bezw. 10 ausgebildet, beispielsweise mittels eines einer Matrize ähnelnden kreisrunden Werkzeuges. Für diesen Zweck eignet sich Bitumen, welches beispielsweise mit Öl weichgemacht wurde. Jede Elektrode ist mit ihrem Stromkollektor besonders in einem Separatorpapier 6 eingepackt, in welchem sich an der
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Stelle der Isolierschicht 5 bezw; 10 ein Loch von etwa der gleichen Abmessung dieser Schicht befindet. Die gegeneinander gelegten Elektrodenelemente werden in einer Kunststoffhülle 7 verpackt, wobei vorzugsweise im Vakuum eine Heißversiegelung erfolgt, so daß die Plastikhülle fest um die galvanische Zelle und gegen die Isolierschichten 5 und .10 gepreßt wird. Die auf diese Weise hergestellte Zelle ist völlig verschlossen und · von dem Isoliermaterial umgeben, selbst unter Wasser, gelagert werden kann, ohne daß irgendwelche Kurzschlußströme auftreten können, welche das galvanische Element der Zelle zerstören würden.
Figur J5 zeigt eine Abwandlung der Zelle, welche sich besonders für Batterien mit großer Kapazität eignet. Zu diesem Zweck wird in Verbindung mit der negativen Elektrode eine zusätzliche Elektrolytreserve benötigt, um das Zink wirksam auszunutzen. Das positive Elektrodenelement ist in der gleichen Weise ausgebildet wie in Figur 1. Ein Kupferdraht 4, welcher in Figur 3a besonders dargestellt ist, und ein Metallblech 25, welches damit verlötet oder verschweißt ist, dient als negativer Stromkollektor. Gemäß einem in Figur 3b dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Stromkollektor 25 aus einer kreisrunden Kupfer.- oder Stahlplatte und einem Kupferdraht.
Die Elektrode erhält die erforderliche Steifheit durch eine Polystyrolplatte 9. Das am Draht 4 hängende Blech 25 wird vollkommen in eine geschmolzene Isoliermischung eingetaucht und dann in die Mitte der Polystyrolplatte 9 gelegt, sodaß es auf dieser festklebt. Auf die Innenseite der Platte 9 wird
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eine Elektrolyts chi cht 8, wie ein mit einer KOH-Lösung getränktes absorbierendes Papier, aufgelegt, auf welches dann der Stromkollektordraht 4 umgebogen wird. Daraufhin wird eine Lage aus Zinkpulver als Elektrode ;5, die Packung in Separatorpapieren 6 und die Vakuumversiegelung in Kunststoffhüllen 71 und 7" zusammen mit der positiven Elektrodenpackung in der gleichen Weise ausgebildet, wie dies im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben wurde.
Erfindungsgemäß werden die Batterien aus zwei unterschiedlichen Bestandteilen hergestellt, und zwar den Zellen und den Kontaktelementen. Die Spiralfedern 11 bilden nahezu einen ganzen Kreis, wie dies in Figur 4 dargestellt ist, und bestehen beispielsweise aus Stahldraht mit einer Steigung von etwa dem halben Durchmesser, was sich als zuverlässiges und praktisches Kontaktelement bewiesen hat. Es ist ebenso einfach wie preiswert.
Ein noch besseres Kontaktelement ist in vergrößertem Maßstäbe in den Figuren 4c und 4d dargestellt. Dieses Kontaktelement besitzt ein im wesentlichen geradliniges Teil 27 und zwei gekrümmte Spitzenteile 28 und 29, welche im wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen weisen. Der Winkel c* zwischen den gekrümmten Spitzenteilen 28 und 29 und der Hauptebene des Elementes beträgt vorzugsweise etwa 45 .
Figur 5,zeigt schematisch eine Batterie, bestehend aus einer Zelle 12, Kontaktelementen 11, Stirnplatten 13, welche beispielsweise aus steifem Kunststoff oder Pappe bestehen können, Bändern 14, welche beispielsweise als Dummiringe ausgebildet
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sein können, "und metallischen Kontaktstrelfen 15 und 16,
welche den positiven und den negativen Pol der Batterie
bilden. In der Praxis werden die Stirnplatten gegen die
Oberfläche der Zelle gepreßt und ein unelastisches Band beispielsweise aus Polypropylen wird an der Stelle der
Kontaktfedern angeordnet» Bei kleinen Batterien können
die Stirnplatten 1J> fortgelassen werden. Die elastischen
Kontaktelemente halten somit die Zelle unter einen ausreichenden Druck, um ihre einwandfreie Punktionsweise und ·
einen guten elektrischen Kontakt zu=gewährleisten. Das
Kontaktelement wird durch die Kunststoffhülle der Zelle an
einer Stelle hindurchgedrückt, an welcher die Isolierschicht (5, 10) den Zwischenraum zwischen der Kunststoffhülle und dem entsprechenden Stromkollektor einnimmt, so daß der Elektrolyt der Zelle am Durchstoßpunkt nicht auslaufen kann* Die Isolierung kann ferner dadurch gesichert werden, daß die Kontaktelemente vor dem Zusammenbau in geschmolzenes Isoliermaterial eingetaucht werden, oder indem die Zelle an dieser Stelle mit einer Schicht eines Isolierstoffes belegt wird, an welchem
die Feder dann haftet.
Figur 6 zeigt schematisch eine Batterie mit drei Zellen. Die Kontaktelemente der hintereinander geschalteten Zellen wirken hier gleichzeitig als positive Klemme der einen Zelle und als negative Klemme der anschließenden Zelle. In der Praxis wird der Zellenstapel so fest zusammengedrückt, daß kein Luftspalt zwischen den einzelnen Teilen frei bleibt. Bei Verwendung der vorbeschriebenen Zellen als Einzelzelien können die Anschlußteile der Batterie und ihre Kontaktelemente sowie der-Druck—
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mechanismus auch in eine Stromverbrauchereinrichtung eingebaut werden, wodurch die Batterieversorgung nur aus einzelnen Zellen bestehen würde. Wie bereits erwähnt, ist die Handhabung und Lagerung dieser Zellen sehr bequem. Außerdem läßt sich sofort feststellen, ob eine Zelle bereits verwendet wurde oder nicht, da im letzteren Fall die Plastikhülle unverletzt ist. Diese Anwendung kann beispielsweise für kleine Uhren und meteorologische Batterien, für Batterien für navigatorische Hilfsmittel und für einige für militärische Zwecke verwendete Batterien in Betracht kommen.
Der größte Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaues einer Batterie besteht vielleicht darin, daß diese Zellen mit Hilfe herkömmlicher Kunststoff-Vakuumverpackungsanlagen hergestellt werden können, wie sie beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie in Gebrauch sind. Zur Illustrierung dieser Tatsache ist das positive Elektrodenelement der Zelle getrennt als vereinfachte Ausführung in Figur 7a dargestellt. Es besteht aus dem Stromkollektorblech I3 der Massetablette 2 und der Isolierschicht 5 sowie einer Lage 24 aus einer Schutzfarbe zwischen der Massetablette 2 und dem Stromkollektorblech 1. Vorzugsweise besteht die Schutzfarbe aus einer kohlenstoffhaltigen leitfähigen Farbe, in welcher das Bindemittel, wie beispielsweise chlorsulfoniertes Polyäthylen, gegenüber Sauerstoff sehr widerstandsfest ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7b besteht die negative Elektrode aus einem Kuchen j5 aus hauptsächlich Zinkpulver. Eine Separatorpapierschicht 6 ist um diesen Kuchen herum gefaltet
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und bedeckt asLne Oberseite, seine Seitenflächen und teilweise die Unterseite. Unter diesem Kuchen 3 ist eine steife Kunststoffplatte 26 angeordnet, welche an ihrer Unterseite in der Mitte eine Isolierschicht 10 trägt. Ein Stromkollektor entsprechend Figur jib ist derart angeordnet, daß das Metallblech 25 in der Isolierschicht 10 eingebettet ist, während der Draht 4 um die Isolierplatte 26 umgebogen ist, um einen Kontakt mit dem Kuchen 3 herzustellen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ist die negative Elektrode innerhalb einer Kappe 26 aus Isolierstoff angeordnet. Die Stromkollektorplatte 51 ist in einer Zentralöffnung in der Die Stromkollektorplatte 5* 1st in einer Zentralöffnung in der Isolierkappe 26 eingeformt;
Figur 9 zeigt die Herstellung von Zellen mittels einer Vakuum-Verpackuhgsmaschine. Dem Zuführende der Maschine führen die Förderbänder 19 und 20 Elektrodenelemente 7b und 7a mit den Isolierpunkten 10 und 5 an der Oberseite zu. Die Elemente 7b werden an den Stellen der Plastikbahn niedergelegt, welche vom Rahmen angezeigt wird, wobei diese Bahn sich schrittweise von .einer Walze 21 abrollt. ■ .
Um den Arbeitsgang zu erleichtern,, können den Zellen entsprechende Vertiefungen in dieser unteren Kunststoffbahn mittels einer Saugform-Einrichtung ausgebildet werden. In der nächsten Stufe werden die Elemente 7a auf die Elemente 7b aufgelegt. Die Plastikbahn von der Walze 22 wird mit der unteren Plastikbahn längs der Kanten der Elementpackungen in einer Vakuumkammer 23 heißversiegelt. Die Schneideinrichtung 30 schließlich
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trennt die einzelnen Zellen voneinander. Mittels einer standardmäßigen Verpackungsmaschine lassen sich beispielsweise 100 bis 200 Einzelzellen entsprechend R25-Zellen pro Minute herstellen.
Die vorbeschriebenen Zellen können naturgemäß auch für andere elektrochemische Systeme als die vorbeschriebene alkalische Batterie verwendet .werden, indem jeweils die Stromkollektoren das Isoliermaterial und die Plastikfolien derart ausgewählt werden, daß sie von den jeweils verwendeten Chemikalien nicht zerstört werden.
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Claims (13)

Andrejewski, Honke & Oesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3 ■"■■■■"" - 15 - ; Patentansprüche!
1. Alkalische Flachzellenbatterie, d a d u r c h g e k e η nzeiehnet, daß sie aus folgenden Teilen besteht:
a) Anschlußteilen (15, 16)
b) wenigstens einer zwischen den Anschlußteilen liegenden Plachzelle (12) mit einem negativen (4) und einem positiven '(I) Stromkollektor,
c) mit den Anschlußteilen verbundenen Batteriekontakten,
d) Kontaktflächen aus Isolierstoff (5, 10) auf jeder Seite der Zelle in einander entsprechender Gestaltung und mit den Stromkollektoren verbunden,
e) einer Kunststoffhülle (7) für jede Zelle, welche ihre Zelle völlig dicht umschließt, und
f) einzelne Kontaktelemente (11 bezw. 27, 28, 29), welche einmal die benachbarten Zellen untereinander und zum anderen die äußersten Zellen mit den Batteriekontakten verbinden, wobei die einzelnen Kontaktelemente aus Metallfedern mit wenigstens zwei in entgegengesetzte dichtung weisenden Spitzen bestehen und die Spitzen die Kunststoffhülle und die Kontaktflache der Zelle durchbohren und dadurch beim Gegenpressen der Anschlußteile gegen die Flachzellen die elektrischen Verbindungen in der Batterie gewährleisten.
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2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem praktisch die gesamte Außenseite der positiven (2) bezw. negativen (5) Elektrodenschicht abdeckende Platten (1 bezw. 4) vorgesehen sind.
3. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (5, 10) aus einer relativ dicken, plastischen Schicht eines chemisch inerten, wasserabstoßenden Klebmittels bestehen.
4. Batterie nach Anspruch j5* dadurch gekennzeichnet, daß das Klebmittel Bitumen ist.
5· Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (7) einer jeden Zelle (12) aus zwei im Vakuum verschweißten Teilen (71, 7") besteht.
6. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülle (7) aus einem zweischichtigen Laminat besteht, dessen Innerilage chemisch resistent und schweißbar ist, während die Außenlage mechanisch zäh ist und keinen Sauerstoff durchläßt.
7. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktelemente bildenden Metallfedern (11) spiralförmig ausgebildet sind, nahezu einen ganzen Kreis bilden und eine Steigung von etwa dem halben Durchmesser haben.
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8. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfedern ovalförmig sind mit einem im wesentlichen geraden Teil (27) und zwei gekrümmten spitzen Teilen (28, 29).
9* Batterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten spitzen Teile (28, 29) mit.der Hauptebene der Metallfeder einen Winkel zwischen J50 und 60° bilden.
10. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, die Metallfedern aus Stahldraht bestehen.
11. Batterie, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der positiven Elektrode (2) und ihrem Stromkollektor (1) eine Schutzfarbenschicht angedrdnetiist.
12o Batterie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzfarbenschicht aus kohlenstoffhaltiger leitfähiger Farbe besteht, welche ein gegenüber Sauerstoff sehr resistenfies Bindemittel enthält. - '
13. Batterie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus chlorsulfoni.ertem Polyäthylen besteht.
Patentanwalt.
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DE2356284A 1972-11-10 1973-11-10 Flachzelle oder Flachzellenbatterie Expired DE2356284C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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FI723151A FI49090C (fi) 1972-11-10 1972-11-10 Galvaaninen levykeparisto.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2356284A1 true DE2356284A1 (de) 1974-05-22
DE2356284C2 DE2356284C2 (de) 1983-05-05

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Family Applications (1)

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DE2356284A Expired DE2356284C2 (de) 1972-11-10 1973-11-10 Flachzelle oder Flachzellenbatterie

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US (1) US4060670A (de)
JP (1) JPS5024735A (de)
AT (1) AT336105B (de)
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GB (1) GB1454276A (de)
IT (1) IT999752B (de)
SE (1) SE412979B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108630836A (zh) * 2018-04-25 2018-10-09 广东国光电子有限公司 一种软包圆盘状聚合物锂离子电池制作封边封头及方法

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268589A (en) * 1977-12-08 1981-05-19 Imatra Paristo Oy Cell having improved rechargeability
FI65688C (fi) * 1981-04-27 1984-06-11 Sporax Oy Kontaktanordning foer battericell i ett galvaniskt batteri
US4366213A (en) * 1981-06-16 1982-12-28 Tamminen Pentti J Battery and contact combination
US4554226A (en) * 1983-10-07 1985-11-19 Simonton Robert D Flat cell battery connector seal
US4525439A (en) * 1983-10-07 1985-06-25 Simonton Robert D Connector aperture seal for a galvanic cell
US4505996A (en) * 1983-10-07 1985-03-19 Simonton Robert D Primary flat cell
US5447809A (en) * 1984-08-21 1995-09-05 Rayovac Corporation Alkaline primary battery containing coated current collector
DK156599C (da) * 1985-10-04 1990-01-29 Hellesens As Fremgangsmaade til fremstilling af en terminalgennemfoering til et batteri bestaaende af oven paa hinanden stablede celler
US4816354A (en) * 1988-03-09 1989-03-28 Tamminen Pentti J Alkaline cell battery and method for manufacture thereof
WO1989003596A1 (en) * 1987-10-13 1989-04-20 Pentti Juuse Tamminen Alkaline cell battery and method for manufacture thereof
US5264305A (en) * 1991-05-03 1993-11-23 Energy Research Corporation Zinc secondary battery having bipolar plate construction with horizontally disposed battery components
US5670272A (en) * 1994-03-31 1997-09-23 Valence Technology, Inc. Battery packaging for flat cell batteries having a compressing material for the cell stack
US6040085A (en) * 1994-03-31 2000-03-21 Valence Technology, Inc. Battery packaging
JPH08171896A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd パック電池の製造法
US5814419A (en) * 1995-09-01 1998-09-29 Rayovac Corporation Alkaline manganese dioxide electrochemical cell having coated can treated with sodium silicate
US6153330A (en) * 1995-09-01 2000-11-28 Rayovac Corporation Alkaline manganese dioxide electrochemical cell having coated can treated with silicon compounds
US5789091C1 (en) * 1996-11-19 2001-02-27 Ballard Power Systems Electrochemical fuel cell stack with compression bands
US5952815A (en) * 1997-07-25 1999-09-14 Minnesota Mining & Manufacturing Co. Equalizer system and method for series connected energy storing devices
US6099986A (en) 1997-07-25 2000-08-08 3M Innovative Properties Company In-situ short circuit protection system and method for high-energy electrochemical cells
US6100702A (en) * 1997-07-25 2000-08-08 3M Innovative Properties Company In-situ fault detection apparatus and method for an encased energy storing device
JP2001511592A (ja) * 1997-07-25 2001-08-14 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチュアリング カンパニー 圧力システムと再充電可能な薄膜電気化学電池
US6104967A (en) * 1997-07-25 2000-08-15 3M Innovative Properties Company Fault-tolerant battery system employing intra-battery network architecture
US6087036A (en) * 1997-07-25 2000-07-11 3M Innovative Properties Company Thermal management system and method for a solid-state energy storing device
US6120930A (en) * 1997-07-25 2000-09-19 3M Innovative Properties Corporation Rechargeable thin-film electrochemical generator
US6146778A (en) 1997-07-25 2000-11-14 3M Innovative Properties Company Solid-state energy storage module employing integrated interconnect board
US6117584A (en) * 1997-07-25 2000-09-12 3M Innovative Properties Company Thermal conductor for high-energy electrochemical cells
US6235425B1 (en) 1997-12-12 2001-05-22 3M Innovative Properties Company Apparatus and method for treating a cathode material provided on a thin-film substrate
US6660418B1 (en) 1998-06-15 2003-12-09 Aer Energy Resources, Inc. Electrical device with removable enclosure for electrochemical cell
US6248464B1 (en) 1998-12-18 2001-06-19 Christopher S. Pedicini Air-managing system for metal-air battery using resealable septum
US6168877B1 (en) 1998-12-18 2001-01-02 Aer Energy Resources, Inc. Air-managing system for metal-air battery using resealable septum
US6337154B1 (en) 1999-09-24 2002-01-08 Electrofuel Inc. Battery box with a metal plastic laminate end
US6296967B1 (en) 1999-09-24 2001-10-02 Electrofuel Inc. Lithium battery structure incorporating lithium pouch cells
US6759159B1 (en) 2000-06-14 2004-07-06 The Gillette Company Synthetic jet for admitting and expelling reactant air
US6648927B1 (en) * 2001-05-25 2003-11-18 Pacesetter, Inc. Overlap vacuum formed plastic capacitor case
JP3565207B2 (ja) * 2002-02-27 2004-09-15 日産自動車株式会社 電池パック
KR100467667B1 (ko) * 2002-11-04 2005-01-24 박 노을 배터리 홀더
JP5114950B2 (ja) * 2006-02-13 2013-01-09 日産自動車株式会社 電池モジュール、組電池及びそれらの電池を搭載した車両
EP2067200A1 (de) * 2006-09-14 2009-06-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Elektrochemische energiequelle und elektronische vorrichtung mit einer solchen elektrochemischen energiequelle
US20100136405A1 (en) * 2008-04-02 2010-06-03 Karl Johnson Battery pack with optimized mechanical, electrical, and thermal management
US8845762B2 (en) * 2008-04-09 2014-09-30 GM Global Technology Operations LLC Batteries and components thereof and methods of making and assembling the same
DE102009016573B4 (de) 2008-04-09 2020-08-06 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zum zusammenbauen einer batterie
US20110262785A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Karl Ashley Johnson Battery module
CN105762308B (zh) * 2014-12-17 2019-03-15 北京普莱德新能源电池科技有限公司 一种电芯极片组固定架及具有该电芯极片组固定架的电池
US10062882B2 (en) 2015-10-16 2018-08-28 Bosch Battery Systems Llc Force generating assembly for a battery pack
TWI597880B (zh) * 2016-03-07 2017-09-01 輝能科技股份有限公司 柔性外包裝
WO2019187315A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 三洋電機株式会社 電源装置と電源装置を備える電動車両
US11367914B2 (en) 2020-11-06 2022-06-21 ZAF Energy Systems, Incorporated Pouched metal-air battery cells

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2463089A (en) * 1945-03-14 1949-03-01 Gen Dry Batteries Inc Flat dry cell battery unit
GB755587A (en) * 1953-10-01 1956-08-22 Burgess Battery Co Improvements in or relating to primary electric cells and batteries

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1920151A (en) * 1933-04-22 1933-07-25 Ruben Samuel Potential producing cell
BE518581A (de) * 1950-12-11
NL85992C (de) * 1952-06-19
US2798895A (en) * 1954-06-18 1957-07-09 Ray O Vac Co Point contact battery
US3278339A (en) * 1964-04-20 1966-10-11 Union Carbide Corp Primary dry cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2463089A (en) * 1945-03-14 1949-03-01 Gen Dry Batteries Inc Flat dry cell battery unit
GB755587A (en) * 1953-10-01 1956-08-22 Burgess Battery Co Improvements in or relating to primary electric cells and batteries

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108630836A (zh) * 2018-04-25 2018-10-09 广东国光电子有限公司 一种软包圆盘状聚合物锂离子电池制作封边封头及方法
CN108630836B (zh) * 2018-04-25 2020-09-22 广东国光电子有限公司 一种软包圆盘状聚合物锂离子电池制作封边封头及方法

Also Published As

Publication number Publication date
FI49090B (de) 1974-12-02
FI49090C (fi) 1975-03-10
FR2206594B1 (de) 1980-07-04
IT999752B (it) 1976-03-10
FR2206594A1 (de) 1974-06-07
ATA943773A (de) 1976-08-15
SE412979B (sv) 1980-03-24
DK136797B (da) 1977-11-21
DK136797C (de) 1978-05-08
US4060670A (en) 1977-11-29
JPS5024735A (de) 1975-03-17
DE2356284C2 (de) 1983-05-05
GB1454276A (en) 1976-11-03
AT336105B (de) 1977-04-25

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