DE2947016A1

DE2947016A1 - Gasdichte galvanische zelle mit einer ueberdrucksicherung

Info

Publication number: DE2947016A1
Application number: DE19792947016
Authority: DE
Inventors: Klaus 4630 Bochum Jeworreck
Original assignee: SILBERKRAFT LEICHTAKKU
Current assignee: SILBERKRAFT LEICHTAKKU
Priority date: 1979-11-22
Filing date: 1979-11-22
Publication date: 1981-05-27
Also published as: DE2947016C2

Description

Gasdichte galvanische Zelle mit einer Uberdrucksicherung
Bei gasdichten galvanischen Zellen kann eine unzulässige Druckerhöhung durch einen inneren Kurzschluß, durch äußere Erwärmung, einen äußeren Kurzschluß, einer zu hchen Stromentnshme und ggf. durch eine unzulässige Ladung erfolgen.
Zur Vermeidung eines solchen überhöhten Innendruckes in einer gasdichten galvanischen Zelle ist es bekannt, entweder im Zellengehäuse ein oder mehrere Sollbruchstellen anzuordnen, oder dieses mit einem Überdruckventil zu versehen. Diese Überdrucksicherungen haben jedoch den Nachteil, daß die Zelle im Falle eines Wirksamwerdens der Sollbruchstelle unbrauchbar wird. Auch bei Verwendung eines Überdruckventils besteht der Nachteil, daß Elektrolyt austreten kann, welcher umliegende Bauteile beschädigt.
Außerdem kann der Elektrolyt leicht durch das nach Wirksamwerden offenbleibende Ventil verdampfen. Sofern ein nach Abbau des Überdruckes wieder schließendes Ventil verwendet wird, besteht der Nachteil, daß keine ausreichende Dichtigkeit gegenüber dem Elektrolyten erhalten wird. Ventile werden schließlich auch sehr leicht durch den Elektrolyten zerstört.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Überdrucksicherung zu entwickeln, welche einen unzulässigen Druckaufbau in der Zelle ausschließt, welcher durch einen äußeren Kurzschluß, eine zu hche Stromentnahme oder eine eventuell unzulässige Ladung verursacht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen einem Anschlußpol und dem zugehörigen Elektrodenableiter eine Schmelzsicherung angeordnet ist.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Schmelzsicherung hat den Vorteil, daß bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Stromkreislauf unterbrochen wird und somit ein weiteres Ansteigen der Temperatur verhindert wird. Es wird hierdurch also eine Druckerhöhung durch jene Einflüsse ausgeschlossen, die durch einen zu starken Stromfluß in der Zelle eine Temperaturerhöhung und damit einen Druckanstieg auslösen würden. Die Schmelztemperatur des der Schmelzsicherung zugehörigen Schmelzleiters wird dabei so gewählt, daß die durch die Temperatur entstehende Druckerhöhung noch nicht zum Öffnen der Sollbruchstelle bzw. des Überdruckventils fübrt und somit such kein Elektrolyt austreten kann. Nach Beseitigung der den Temperaturanstieg bewirkenden Störung und nach Einbau einer neuen Schmelzsicherung kann daher die galvenische Zelle weiter betriebsbereit sein.
Vorzugsweise ist der Schmelzleiter der Schmelzsicherung in einem Kunststoffgehäuse angeordnet. Hierdurch wird der Schmelzleiter vor einer Einwirkung des Elektrolyten geschützt. Beispielsweise können die Anschlußdrähte der Schmelzsicherung in einem Kunststoffdeckel eingespritzt sein, der mit dem becherförmigen Kunststoffgehäuse dicht verbunden ist. Je nach dem Typ der galvanischen Zelle können für das Kunststoffgehäuse und den Kunststoffdeckel ge- eignete Kunststoffe gewählt werden. Hierzu rechnen beispielsweise Ätylenpropylen7 Polytetrafluoräthylen, Neopren sowie SiliKongummi. Diese kunststoffe sind beispielsweise @ür Lithium-SO2-Zellen geeignet. Für andere gasdichte galvanische Zellen müssen andere Eunststoffe gewählt werden, beispielsweise bei gasdichten Nickel-Cadmium-Zellen solche, welche gegenüber kalilauge widerstandsfähig sina.
Der Schmelzleiter besteht vorzugsweise aus einem Weichlot, Lessen Schmelztemperatur zwischen etwa 80 °C und 140 °C liegt. Die Schmelztemperatur kann selbstverständlich in Abhängigkeit von der Art und der Leistung der Zelle angepaßt werden.
Bei galvanischen Zellen mit einem positiven und einem negativen Polbolzen kann die ßchmelzsicherung wahlweise an dem positiven oder negativen Pol angeordnet sein. Bei solchen galvanischen Zellen, Dei jenen der negative Pol aus dem Zellenbecher besteht, ist die Schmelzsicherung zweckmäßig zwischen dem positiven Polbolzen und dem positiven Elektrodenleiter angeordnet.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt; es zeigt: Fig. 1 einen mittleren Langsschnitt durch eine Schrelzsicherung, Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem mittleren @uerschnitt und Fig. S die Anordnung einer Schmelzsicherung in einer gasdichten galvanischen Zelle.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schmelzsicherung 1 besteht im wesentlichen aus zwei Anschlußdrähten 2,3 und einem Schmelzleiter 4. Außerdem ist ein Kunststoffgehäuse 5 und ein Kunststoffdeckel 6 vorgesehen. Die beiden Anschlußdrähte 2,3 sind in den Eunststoffdeckel 6 eingespritzt, deren untere Enden mit dem Schmelzleiter 4 in Form eines geeigneten Weichlotes verbunden sind. Je nach der Art und der Leistung der Zelle hat das Weichlot eine Schmelstemperatur zwischen etwa 80 °C und 140 °C. Der mit den Anschlußv drähten 2,3 und dem Schmelzleiter 4 versehene Eunststoffdeckel 6 wird dann fest mit dem becherförmigen Eunststoffgehäuse 5 verbunden. Der Schmelzleiter 4 befindet sich dadurch innerhalb des Eunststoffgehäuses 5 und wird gegen die Einwirkung des Elektrolyten oder von Gasen, welche in der Zelle vorhanden sind, geschützt.
In Fig. 3 ist eine gasdichte galvanische Zelle 7 dargestellt. Dieses AusführungsbeispSi zeigt eine Lithium-S02-Zelle. Der positive Polbolzen 8, der mit dem oberen Anschlußpol der Zelle verbunden ist, ist an seinem unteren Ende mit dem einen Anschlußdraht 2 der Schmelzsicherung 1 verbunden.
Der andere Anschlußdraht 3 dieser Schmelzaicherung 1 hingegen ist mit dem Elektrodenableiter 9 verbunden, welcher der positiven Elektrode 10 zugeordnet ist. Diese positive Elektrode ist zusammen mit einem Separator 11 und einer negativen Elektrode 12 wickelartig innerhalb der galvanischen Zelle 7 angeordnet. Der negative Pol befindet sich am unteren Ende.
Bei anderen Zellentypen kann die erfindungsgemäß vorgesehene Schmelzsicherung 1 auch dem negativen Pol zugeordnet sein.
Ebenso besteht die Möglichkeit, die Verbindung zwischen den Anschlußdrähten der Schmelzsicherung und dem hlektrodenableiter und dem Polbolzen anders auszubilden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, anstelle eines Kunststoffgehäuses mit Kunststoffdeckel für die Schmelzsicherung ein Metallgehäuse zu verwenden, wobei die beitungsdurchfünrungen mittels einer geeigneten Isolierung - z. B. Glas - ausgeführt werden können.

Claims

Patentansprüche ). Gasdichte galvanische Zelle mit einer tberdrucksicherung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Anschlußpol und dem zugehörigen Elektrodenableiter (9) eine Schmelzsicherung (1) angeordnet ist.
2. Gasdichte galvanische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter (4) der Schmelzsicherung (1) in einem Eunststoffgehäuse (5) angeordnet ist.
3. Gasdichte galvanische Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (2,3) der Schmelzsicherung (1} in einen Kunststoffdeckel (6) eingespritzt sind, der mit dem becherförmigen Kunststoffgehäuse (5) dicht verbunden ist.
4. Gasdichte galvanische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter (4) aus einem Weichlot besteht, dessen Schmelztemperatur zwischen etwa 80 °C und 140 °C liegt. Gasdichte galvanische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzei-chnet, daß die Schmelzsicherung (1) zwischen dem positiven Polbolzen (8) und dem positiven Elektrodenableiter (9) angeordnet ist.