DE2947016C2

DE2947016C2 - Gasdichte galvanische Zelle mit einer Überdrucksicherung

Info

Publication number: DE2947016C2
Application number: DE2947016A
Authority: DE
Inventors: Klaus 4630 Bochum Jeworreck
Original assignee: Silberkraft-Leichtakkumulatoren 4100 Duisburg De GmbH
Current assignee: Silberkraft-Leichtakkumulatoren 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1979-11-22
Filing date: 1979-11-22
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE2947016A1

Description

Die Erfindung betrifft eine gasdichte galvanische Zelle mit einer Überdrucksicherung aus einem zwischen einem Anschlußpol und dem zugehörigen Elektrodenableiter angeordneten, auf Wärme ansprechenden Schalter.

Bei gasdichten galvanischen Zelien kann eine unzulässige Druckerhöhung durch einen inneren oder äußeren Kurzschluß, eine äußere Erwärmung, einer zu hohen Stromentnahme oder durch eine unzulässige Ladung erfolgen. Zur Vermeidung eines überhöhten Innendruckes in Zellen dieser Art dienen im Zellengehäuse angeordnete Soilbruchslellen oder Überdruckventile. Während durch einen Überdruck geborstene Sollbruchstellen die Zelle unbrauchbar machen, entweicht bei Überdruckventilen Elektrolyt oder Gas, welches umliegende Bauteile beschädigt. Auch stellen Überdruckventile keine ausreichende Dichtigkeit sicher.

Weiterhin ist aus dem DE-GM 19 75 759 zur Verhinderung einer zu hohen Zellentemperatur ein als elektronischer Thermofühler oder Bimetallthermostat ausgebildeter Temperaturschalter bekannt, der bei Erreichen der Ansprechtemperatur den Stromkreis öffnet und nach erfolgtem Temperaturabfall wieder schließt. Temperaturschalter dieser Art sind jedoch sehr störanfällig, umständlich im Aufbau und erbringen keine ausreichende Überdrucksicherung. Diese Nachteile gelten auch für eine externe Ladeschaltung mit einem Temperaturfühler (AT-PS 2 71595), oder die in der DE-AS 27 16 862 beschriebene Schutzvorrichtung, bei der der Lade- bzw. Entladestrom über einen auf Wärme ansprechenden externen Schalter geführt wird, der beim Laden bei Erreichen eines vorgegebenen Temperaturwertes öffnet und den Ladestrom unterbricht, bis eine den Schalter wieder schließende Temperatur erreicht ist, oder der während des Entladens beim Erreichen der vorgegebenen Temperatur den Strom begrenzt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine galvanische Zelle der gattungsgemäßen Art mit einer einen unzulässigen Druckaufbau in der Zelle ausschließenden Überdrucksicherung zu versehen, welche bei einem besonders einfachen Aufbau das Zellen- bzw. Baueriegehäuse gegen Bersten schützt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Schalter aus einer Schmelzsicherung besteht deren Schmelzleiter in einem Kunststoffgehäuse angeordnet ist

Die Schmelzsicherung hat den Vorteil, daß bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Stromkreislauf unterbrochen wird und ein weiteres Ansteigen der Temperatur verhindert wird. Hierdurch wird eine ίο Druckerhöhung durch jene Einflüsse ausgeschlossen, die infolge eines zu starken Stromflusses 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 führt und somit auch kein Elektrolyt austreten kann. Nach Beseitigung der den Temperaturanstieg bewirkenden Störung und nach Einbau einer neuen Schmelzsicherung kann daher die galvanische Zelle weiter betriebsbereit sein. Durch die Anordnung des Schmelzleiters in einem Kunststoffgehäuse wird dieser gegen eine Einwirkung des Elektrolyten geschützt.

Vorzugsweise 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 geeignete Kunststoffe gewählt werden. Hierzu rechnen beispielsweise Ätylenpropylen. Polytetrafluorethylen, Neopren sowie Silikongummi. Diese Kunststoffe sind beispielsweise für Lithium-SCVZellen geeignet. Für andere gasdichte galvanische Zellen müssen andere Kunststoffe gewählt werden, beispielsweise bei gasdichten Nickel-Cadmium-Zellen solche, welche gegenüber Kalilauge widerstandsfähig sind.
Der Schmelzleiter besteht vorzugsweise aus einem Weichlot, dessen Schmelztemperatur zwischen 80⁰C und 140⁰C 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 Schmelzsicherung wahlweise an dem positiven oder negativen Pol angeordnet sein. Bei solchen galvanischen Zellen, bei denen 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 Längsschnitt durch eine Schmelzsicherung,

F i g. 2 den Gegenstand der F i g. 1 in einem mittleren Querschnitt und

Fig.3 die Anordnung einer Schmelzsicherung in einer gasdichten galvanischen Zelle.

Die in den F i g. 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 Kunststoffdeckel 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 Schmelztem-

peratur zwischen 80⁰C und 140° C. Der mit den Anschlußdrähten 2, 3 und dem Schmelzleiter 4 versehene Kunststoffdeckel 6 wird dann fest mit dem becherförmigen Kunststoffgehäuse 5 verbunden. Der Schmelzleiter 4 befindet sich dadurch innerhalb des Kunststoffgehäuses 5 und wird gegen die Einwirkung des Elektrolyten oder von Gasen, welche in der Zelle vorhanden sind, geschützt.

In F i g. 3 ist eine gasdichte galvanische Zelle 7 dargestellt Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine Lithium-SO?-Ze!le. 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 Schmelzsicherung 1 hingegen ist mit dam 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 Ansch'ußdrähten der Schmelzsicherung und dem Elektrodenableiter und dem Polbolzen anders auszubilden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, anstelle eines Kunststoffgehäuses mit Kunststoffdeckel für die Schmelzsicherung ein Metallgehäuse zu verwenden, wobei die Leitungsdurchführungen mittels einer geeigneten Isolierung — z. B. Glas — ausgeführt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasdichte galvanische Zelle mit einem zwischen einem Anschlußpol und dem zugehörigen Elektrodenableiter angeordneten, auf Wärme ansprechenden Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter aus einer Schmelzsicherung (1) besteht, deren Schmelzleiter (4) in einem Kunststoffgehäuse (5) angeordnet ist.

2. Gasdichte galvanische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Anschlußdrähte (2, 3) der Schmelzsicherung (1) in einem Kunststoffdekkel (6) eingespritzt sind, der mit dem becherförmigen Kunststoffgehäuse (5) dicht verbunden ist

3. Gasdichte galvanische Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter (4) aus einem Weichlot besteht dessen Schmelztemperatur zwischen 80⁰C und 140⁰C liegt.

4. Gasdichte galvanische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Schmelzsicherung (1) zwischen dem positiven Polbolzen (8) und dem positiven Elektrodenableiter (9) angeordnet ist.