CH621987A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur festen Ummantelung von mindestens einem Gegenstand in einem äusseren Behälter, wobei der Zwischenraum zwischen dem Gegenstand und dem Behälter mit einem eine feste Struktur aufweisenden Füllstoff gefüllt wird, insbesondere ein Verfahren zur Ummantelung von einem oder mehreren elektrochemischen Zellenelementen, die in einem Behälter eine Batterie bilden und star-5 ker Stossbeanspruchung zu widerstehen vermögen, ohne dass die Batterie wegen loser Verbindungen od. dgl. ausfällt sowie eine gemäss diesem Verfahren ummantelte elektrochemische Zelle.

In der Vergangenheit sind verschiedene Werkstoffe ver-10 wendet worden, um elektrochemische Zellen in einen äusseren Behälter einzupacken, so dass sie darin nicht verrutschen können und gegen Stösse und Vibrationen geschützt sind. Diese Werkstoffe, die als Füllstoffe bezeichnet werden, gehören im allgemeinen zur Kategorie der Teersubstanzen wie Asphalt, 15 Epoxydharz, Wachs, unter Wärme schrumpfender Kunststoff oder sie basieren einfach auf Pappe. Die Aufgabe dieser Stoffe bestand darin, die elektrischen Zellen gegen Relativbewegungen untereinander und bezüglich ihres Behälters zu sichern. Durch eine solche Umhüllung wird der Bruch der Zellen mit 20 dem Entweichen des Zelleninhaltes, die Verminderung der Kapazität und insbesondere das Ablösen der Verbindung zwischen den Zellen vermieden. Ein zusätzlicher Gesichtspunkt der bisher verwendeten Füllstoffe liegt in der Verhinderung des Undichtwerdens der Zellen und in der Absorbtion von 25 austretenden Stoffen.

Durch das Aufkommen von hermetisch dichten Zellen, die jeweils über eigene Ventilationsmittel verfügen, wurden die zuvor wünschenswerten Eigenschaften der meisten der oben genannten Umhüllungsstoffe zum Nachteil. So kann beispiels-30 weise eine Zelle, die über eigene Ventilationsmittel verfügt und in festem Material verkapselt ist, keine Ausdehnung durchführen und deshalb auch keinen Druckausgleich vornehmen und selbst dann, falls überschüssiges Gas aus der Zelle entweichen könnte, so würde es von dem angrenzenden festen 35 Material blockiert. Diese Beeinträchtigungen können unter Umständen explosionsähnliche Folgen haben. Anderseits verlangen weiche Füllstoffe wie Pappe ein kostspieliges Zuschneiden und Verformen oder es müssen grosse Vorräte fertiger Behälter verschiedener Grösse und Form bereitgehalten wer-40 den. Ausserdem können diese weichen Füllstoffe Relativbewegungen zwischen den Zellen nicht verhindern, wenn Sie plötzlichen und starken Stossbeanspruchungen ausgesetzt werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg anzugeben, insbesondere eine oder mehrere Zellen 45 fest in einen äusseren Behälter zu packen, wobei die Zellen aber noch die Möglichkeit behalten sollen, inneren Überdruck individuell abzulassen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, elektrochemische Zellen zu ummanteln und damit eine 50 Batterie zu konstruieren mit einem hart strukturierten Füllstoff, der preisgünstig, leicht und universell verwendbar ist, der sich ausserdem durch geringes Gewicht, durch eine für das Abblasen der elektrochemischen Zellen ausreichende Porosität auszeichnet und bei Umgebungstemperatur hergestellt werden 55 kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man den Zwischenraum mit einer Vielzahl einzelner Teilchen füllt und dann diese Teilchen fest miteinander verbindet, ohne ihre 60 Form wesentlich zu ändern, so dass in diesem Zwischenraum ein eine poröse Struktur aufweisendes Gefüge aus aneinanderhaftenden Teilchen mit einer Porosität von zumindest 20% gebildet wird.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine gemäss dem er-65 findungsgemässen Verfahren ummantelte elektrochemische Zelle mit einem äusseren Behälter und mindestens einem in letzterem fest verkapselten elektrochemischen Zellenelement, welche ummantelte Zelle dadurch gekennzeichnet ist, dass der

3

621 987

Zwischenraum zwischen dem elektrochemischen Zellenelement und dem Behälter mit einem eine poröse Struktur aufweisenden Materialgefüge, bestehend aus einer Vielzahl von ohne wesentliche Formänderung haftend miteinander verbundenen Teilchen und mit einer Porosität von mindestens 20% ausgefüllt ist.

Die vorliegende Erfindung gestattet bei ihrer Anwendung bei elektrischen Batterien das Positionieren der Zelle oder mehrerer Zellen mit genauer Endlage in einem Behälter. Danach werden die Zellen oder die Zelle in ihrer Stellung fixiert, indem der Zwischenraum zwischen Zelle und Behälter mit einer Vielzahl von Teilchen aufgefüllt wird. Die Grösse dieser Teilchen ist so bemessen, dass sie nach ihrer Verbindung untereinander eine poröse Struktur bilden, die in keiner Weise das Abblasen aus der Zelle verhindert. Die einzelnen Teilchen werden zweckmässigerweise dadurch aneinandergeheftet, dass man ein Lösungsmittel verwendet oder dass die Teilchen mit einer ausreichenden Klebstoffmenge vorbehandelt werden, so dass sie davon überzogen sind.

Die Erfindung eignet sich auch für die Umhüllung anderer Gegenstände, beispielsweise solcher Zellen, bei denen man auf Abblasemittel verzichten kann oder die keine Leckageprobleme haben oder die durch andere Mittel gegen mögliche Leckverluste gesichert sind. Die Werkstoffe, die sich für die vorliegende Erfindung eignen, können vorteilhafterweise preiswert und von geringem Gewicht sein und sich bei Umgebungstemperaturen verarbeiten lassen.

Die einzelnen Teilchen sollten einen unteren Korngrös-sen-Grenzwert haben, der mindestens 20% Porosität sichert. Dadurch wird ein ausreichender Durchtrittsweg für entweichendes Gas zur Verfügung gestellt. Bei solchen Zellen, wo kein Abblasen zu berücksichtigen ist, sind die Hauptgesichtspunkte das geringe Gewicht und geringe Materialkosten des Füllstoffes. Dabei werden vorzugsweise grössere Teilchen verwendet, so dass sie ein grösseres Hohlraumvolumen und infolgedessen geringeren Materialbedarf, geringeres Gewicht und geringere Kosten verursachen. Obgleich für die maximale Korngrösse kein fester Grenzwert besteht, hängt die günstigste Grösse der einzelnen Teilchen von verschiedenen Faktoren, nämlich der Grösse und der Form des auszufüllenden Hohlraumes ab. Ist der auszufüllende Raum relativ gross, so können auch grössere Teilchen verwendet werden, was den Vorteil einer besonders leichten und porösen Struktur hat. Benötigt eine Zelle zur Durchführung des Abblasens eine gewisse Bewegungsbreite gegenüber den Nachbarzellen, so sollte die Teilchengrösse ausreichend gross sein, damit keine Teilchen in diesen freizuhaltenden Spielraum eindringen können.

Die Teilchen werden vorzugsweise aus solchen Werkstoffen hergestellt, die sich auf einfache Weise durch Suspensions-Polymerisation herstellen lassen, wie sie bei Kunststoffen, nämlich Polystyren, Polymethyl-Methacrylat und Polyvinylchlorid bekannt sind. Andere Kunststoffe wie Nylon, Polyäthylen und Polypropylen, die sich leicht in Form von kleinen Teilchen herstellen lassen, sind ebenfalls zu gebrauchen. Dabei braucht der Werkstoff für die Teilchen nicht unbedingt Kunststoff zu sein. Wesentlich ist lediglich, dass die Teilchen unzerbrechlich sind, miteinander verbunden werden können und dass die so hergestellte Struktur ein ausreichendes Mass an Stossdämp-fung und Starrheit aufweist. Der gewünschte Härtegrad kann gemäss dem ASTM-Test D 695 bestimmt werden, wobei sich eine Druckfestigkeit von mehr als 13785 kN/m2 (etwa 140 kg/cm2) ergeben sollte. Es können daher auch Teilchen aus

Ton, Keramik oder sogar behandelte Holzstückchen verwendet werden. Hohle Glasperlen wären indessen ungeeignet, da grössere Teilchen zerspringen könnten und kleinere Teilchen nicht die gewünschte Porosität ergeben würden. Geschäumtes Polystyren, das üblicherweise zu allgemeinen Verpackungszwecken verwendet wird, ist ebenso ungeeignet, da es keine ausreichende Festigkeit und Starrheit bei Stossbelastungen hat. Der Gebrauch von solchen wenig stabilen Stoffen würde dazu führen, dass sich die hiervon gehaltenen Zellen hin und herbewegen können, wodurch es zu Schäden wie beispielsweise der Kontaktunterbrechung kommt.

Die Gestalt der Teilchen ist vorzugsweise kugelförmig, da solche Teilchen im Handel erhältlich und relativ preisgünstig sind. Ausserdem lassen sich solche Teilchen gut verarbeiten und erzeugen nach ihrer Verbindung untereinander wegen ihrer geometrischen Form ein ausreichendes Hohlvolumen. Es können aber auch andere Formen wie Würfel, spaghettiähnliche Streifen, Dreiecke u. dgl. sowie Mischungen unterschiedlicher Formen verwendet werden. Dabei spielt auch wieder unabhängig von der Form der Teilchen ihre Grösse eine wesentliche Rolle, damit sie nach ihrer Verbindung untereinander noch zumindest eine Porosität von etwa 20% aufweisen.

Die bevorzugte Methode, um die Teilchen aneinanderzuheften ist eine Art Lösungsmittel-Formung. Dabei wird ein bestimmtes Lösungsmittel ausgesucht, das die Teilchen in der Weise angreift, dass ihre äussere Oberfläche kurzzeitig aufgeweicht oder aufgelöst wird, wenn das Lösungsmittel in flüssiger oder Dampfform durch das Gemenge der einzelnen Teilchen hindurchgeleitet wird. Die aufgeweichten Aussenflächen, die ja untereinander in Verbindung stehen, härten nach Wegnahme des Lösungsmittels aus und bilden so den gewünschten porösen Verbund. Die Bildung dieser in sich gebundenen Struktur erfolgt praktisch augenblicklich. Die Lösungsmittelmenge kann über dem erforderlichen Wert liegen, wobei dann überschüssiges Lösungsmittel gegebenenfalls noch zu entfernen ist oder es wird die genau vorbestimmte Menge zugefügt, wobei ein leichter Überschuss ohnehin schnell verdampft, da die Lösungsmittel, die hier in Betracht kommen, praktisch immer einen recht hohen Dampfdruck aufweisen. Beispiele zweckmässiger Lösungsmittel sind Azeton, n-Butyl-Azetat, Tetrahydrofuran, Toluol, Trichloräthylen, Vinyltrichlorid, Cel-losolve-Azetat, Zyklohexanon, Methylalkohol und Methylchloroform.

Die folgende Tabelle I gibt eine Aufstellung der für die vorgenannten Lösungsmittel geeigneten Kunststoffe.

Aus Tabelle I ergibt sich deutlich, dass Polystyren ein besonders geeigneter Werkstoff ist, da er zu zahlreichen Lösungsmitteln passt und die Realisierung der Erfindung unter verschiedensten Aspekten gestattet.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die dann in Betracht kommt, wenn das Teilchenmaterial Iösungs-mittelresistent ist oder wenn ein Lösungsmittel den Behälterwerkstoff angreifen würde, wird eine andere Adhäsionsmethode verwendet, bei der die Teilchen mit einer ausreichenden Haftstoffmenge, beispielsweise Epoxyharz, vorgemischt werden, um die Teilchen zu verkleiden, und erst danach werden die Hohlräume um die Zellen herum mit den bereits beschichteten Teilchen aufgefüllt. Wenn das Haftmittel ausgehärtet ist, liegt eine starre, poröse Struktur vor. Haftmittel-Überschuss ist hierbei zu vermeiden, da jeder Überschuss die Porosität und das Gewicht der Packung negativ beeinflussen würde.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

621 987

4

Tabelle I

Lösungsmittel

Geeignete Kunststoffe

Azeton n-Butylazetat Tetrahydrofuran (THF)

Toluol

Trichloräthylen

Vinyltrichlorid

Cellosolveazetat

Zyklohexanon

Methylalkohol

Methylchloroform

Akryl, Polystyren (PS), Zelluloseazetat, Akrylnitrilbutadienstyren (ABS), Nitrozellulose, Äthylzellulose, Zelluloseazetatbutyrat, Alkyd, Epoxy, Vinylchloridazetat, Vinylazetat, Vinylbutyral PS, ABS, Nitrozellulose, Äthylzellulose, Akryl, Alkyd, Epoxy, Vinylchloridazetat, Vinylazetat, Vinylbutyral

PS, Akryl, Nitrozellulose, Äthylzellulose, Zelluloseazetat, Zelluloseazetatbutyrat, Alkyd, Epoxy, Vinylchloridazetat, Vinylazetat, Vinylbutyral

PS, Polyphenylenoxid, Äthylzellulose, Akryl, Alkyc, Vinylazetat PS, Akryl, Polycarbonat, Polyphenylenoxid, ABS PS, Akryl, Zelluloseazetat, Polycarbonat, Polyphenylenoxid, ABS PS, Akryl, Zelluloseazetat, ABS

PS, Polyvinylchlorid (PVC), Zelluloseazetat, Polycarbonat, ABS Vinylbutyral, Äthylzellulose, Nitrozellulose, Vinylazetat PS, Polyphenylenoxid

Vorzugsweise wird ein Haftmittel mit geringer Viskosität verwendet, so dass sich die Teilchen mit einer recht dünnen Haftmittelschicht überziehen und überschüssiges Haftmittel nach unten abfliesst, wo es leicht entfernt werden kann oder wo es ausreichend weit weg ist, dass es die eingekapselten Zellen nicht mehr beim Abblasen beeinträchtigen kann.

Werkstoffe wie Nylon, Polyäthylen, Polypropylen, Phenol, Tetrafluoräthylen, Diallylphthalat und Nicht-Kunststoffe wie Keramik sind im wesentlichen immun gegen die meisten Lösungsmittel und die Beschichtung von Teilchen aus solchen Stoffen ist deshalb die bevorzugte Adhäsionsmethode. Obgleich die Haftmittel im allgemeinen nicht an Stoffen aus beispielsweise Polytetrafluoräthylen haften, ergeben sie doch eine geeignete Beschichtung, um die gewünschte Haftung zwischen den einzelnen Teilchen sicherzustellen. Wird ein Haftmittel in dieser Weise verwendet, so können auch andere Stoffe ausser Kunststoff verwendet werden, wobei die gleichen Voraussetzungen hinsichtlich der Teilchengrösse (Porosität von zumin-25 dest 20%), Festigkeit und Stosswiderstand (Druckfestigkeit oberhalb 13 785 kN/m2 gemäss ASTM-Test) erfüllt sein müssen.

Beispiele für Haftmittel, die gemäss der vorliegenden Erfindung für Kunststoffe oder für andere Stoffe verwendet wer-3ö den können, finden sich in dem Buch «Modern Plastics Ency-clopedia», Seite 484, Ausgabe 1974/75, auf das hiermit voll inhaltlich Bezug genommen wird. Einige Haftmittel, die zur Verbindung von Kunststoff mit Kunststoff dienen, sind beispielhaft in der folgenden Tabelle II wiedergegeben.

35

Tabelle II

Haftmittel

Geeignete Kunststoffe

Elastomere

Neopren

Nitrii

Urethan

Styrenbutadien

Thermoplastische Harze

Polyvinylazetat

Akryl

Zellulosenitrat

Aushärtendes Kunstharz Resorcin, Phenolresorcin Epoxy

Cyanoacrylat Phenol-polyvinylbutyral

Polyester

Verschiedene

Vernetzter Gummi (auf Wasserbasis — natürlich oder synthetisch) Harzemulsion (auf Wasserbasis)

Nylon, Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Phenol Azetal, Zellulose (Zelluloseazetat, Zelluloseazetatbutyrat und Zellulosenitrat), Polyvinylchlorid (PVC), Diallylphthalat, Epoxy, Melaminphenol, Polyesterfiberglas

Zellulose, Polymethylmethacrylat, Polystyren, PVC, Phenol, Poly-äthylenterephtha lat Polymethylmethacrylat, Polystyren

PVC

Polymethylmethacrylat, Polystyren, PV Zellulose, Äthylzellulose

Nylon, Tetrafluoräthylen (mit Oberflächenbehandlung)

Azetal, Nylon, Polyäthylen und Polypropylen (mit Oberflächenbehandlung), Polystyren, Tetrafluoräthylen (mit Oberflächenbehandlung), Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Polyesterfiberglas Nylon, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyren, Phenol Polyäthylen und Polypropylen (mit Oberflächenbehandlung), Polystyren, Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Phenol, Polyesterfiberglas Nylon, Polymethylmethacrylat, Polystyren, PVC, Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Phenol, Polyesterfiberglas, Polyäthylenterephthalat

Polyäthylen und Polypropylen (mit Oberflächenbehandlung) PVC

5

621 987

Bei den einzelnen Stoffangaben ist häufig nur die chemische Basisgruppe angegeben, die für den jeweiligen Stoff charakteristisch ist.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen und Beispiele näher erläutert; dabei zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Batterie mit mehreren darin eingebetteten Zellen und

Fig. 2 und 3 verschiedene Möglichkeiten, wie die Füllstoffteilchen angeordnet sein können.

Zwei elektrische Zellen 11 und 12 der Standardgrösse D mit kreiszylindrischem Querschnitt und einer Höhe von etwa 5 cm und einem Volumen von 54 cm3 werden aufeinanderge-stapelt und in Serie geschaltet. Ihre elektrische Verbindung untereinander erfolgt durch einen Metallstreifen 18, der an die Bodenplatte (negativer Pol) der Zelle 11 und an das obere Ende (positiver Pol) der Zelle 12 gelötet ist. Ein längerer Metallstreifen 17 ist an den Boden der unteren Zelle 12 gelötet und seitlich des Stapels nach oben gezogen, wo er den Behälter durchquert und als negativer Pol zur Verfügung steht. Beide Zellen 11 und 12 sind von Rohren 21 bzw. 22 umgeben, die aus unter Wärme schrumpffähigem Kunststoff bestehen und die Zellen isolieren. Zugleich halten sie auch Unterlagscheiben 30, 31 und 30a, 31a aus Pappdeckel an den Enden der beiden Zellen fest. Die Pappdeckelunterlagscheiben 31 und 31a dienen dazu, einen gewissen Raum anzubieten, in den sich die Endwände jeder Zelle ausdehnen können, wenn die Zellen an den Stellen 14 und 15 Überdruck abblasen sollen. Die Unterlagscheiben 31 und 31a haben daher einen relativ grossen Innendurchmesser, der grösser ist als der Durchmesser, an dem die Zellenentlüftung stattfindet, so dass sich die unteren Enden der Zellen 11 und 12 frei in die von den Unterlagscheiben begrenzten Zylinderräume hineinbewegen können. Die Pappdeckelunterlagscheiben 30 und 30a der Zellen 11 und 12 schützen die verschlossenen Einfüllöffnungen und die positiven Anschlusspole am oberen Ende jeder Zelle, indem die Einfüllöffnungen vor einem direkten Kontakt mit den Nachbarzellen oder anderen Teilen bewahrt werden.

Die Zellen 11 und 12 sind koaxial in einem metallischen Behälter 10 plaziert, der einen Durchmesser von etwa 5 cm und eine Höhe von etwa 12,7 cm und ein Volumen von etwa 260 cm3 aufweist, wobei an seinem oberen Ende innen eine Isolierscheibe 13 sitzt. Der Hohlraum um die Zellen herum wird dann mit etwa 3 mm dicken Polystyrenkügelchen gefüllt. Das Volumen des ringförmigen Hohlraumes zwischen den Zellen und dem Behälter beträgt etwa 150 cm3. Nach dem Einfüllen verbleibt zwischen den Kügelchen noch ein Hohlvolumen von etwa 40%, dies ist die gewünschte Porosität. Theoretisch kann man eine maximale Porosität von etwa 47 % erreichen, wenn man Kugeln von im wesentlichen gleicher Grösse verwendet. Die tatsächliche Porosität hängt jedoch neben der Grösse der Kugeln auch davon ab, wie sie sich im Hohlraum einlagern. Geradlinige Kugelsäulen wie in Fig. 2 ergeben die grösste Porosität, wenn man vollkommenen Kontakt von Kugel zu Kugel zugrunde legt. Die Konfiguration gemäss Fig. 3 ergibt die geringstmögliche Porosität. Je kleiner die durchschnittliche Grösse der Teilchen oder der Kugel ist, desto grösser ist ihre Tendenz, sich entsprechend der Konfiguration nach Fig. 3 einzulagern und ihre Porosität ist entsprechend niedrig. Die zweckmässige Minimumgrösse für den Kugeldurchmesser liegt bei etwa 0,8 mm, wobei nicht kugelförmige Teilchen zweckmässigerweise etwas grösser gewählt werden, da sie zu einem engeren Zusammenrutschen neigen.

Sodann werden etwa 60 ml Azeton in den Behälter 10 eingegossen, und zwar über die Polystyrenkügelchen 26. Das Azeton löst die äussere Oberfläche der Kügelchen etwas auf und führt nach der Trocknung dazu, dass sie untereinander an den Grenzflächen verschmelzen und eine starre Struktur bilden. Das verbleibende Azeton wird ausgeschüttet und eine Isolierscheibe 23 auf die gestapelten Zellen 11 und 12 und über die erstarrte Kugelstruktur 26 gelegt. Anschlussdrähte 16 und 17 werden durch Öffnungen in der Isolierscheibe 23 hindurchgezogen sowie durch damit fluchtende Öffnungen im Deckel 28 des Metallbehälters. Die Anschlussdrähte 16 und 17 werden durch kleine aufvulkanisierte Gummiringe von dem metallischen Behälterdeckel 28 isoliert und zugleich in ihrer Lage fixiert. Kommt es zum Abblasen einer oder beider Zellen (etwa bei einem Druck von 3450 kN/m2 bei Lithium/S02-Zel-lensystemen), so kann das entweichende Gas durch die Hohlräume 29 um die Kugeln 26 herumströmen und Stöpsel 24 oder ähnliche Elemente herausdrücken, womit sich der Überdruck in der Batterie entspannt.

Eine Batterie, die ähnlich wie in Beispiel I aufgebaut ist, wird unter Verwendung von 3 mm starken Nylonkügelchen anstelle der Polystyrenkügelchen von Beispiel I hergestellt. Da Nylon durch Azeton praktisch nicht angegriffen wird, ebensowenig wie von den meisten anderen Lösungsmitteln, werden die Kügelchen vor ihrer Zugabe in den Ringraum mit einem Haftmittel vorbehandelt. Ein Epoxyharz mit relativ niedriger Viskosität wird mit einem Aushärte-Katalysator in einem Volumenverhältnis von 100:38 vermischt, beispielsweise Norcast 7633 Epoxyharz mit Norcure 133 Katalysator. Etwa 93 g Nylonkügelchen werden mit 4 ml des Haftmittels vermischt, damit die Kügelchen allseits vom Haftmittel umgeben werden. Die Mischung wird dann in den Behälter 10 um die Zellen 11 und 12 herum eingefüllt und während etwa zwei Stunden bei Raumtemperatur ausgehärtet. Wenn eine schnellere Aushärtezeit gefordert wird, kann die Temperatur erhöht werden, wobei sich dasselbe Ergebnis ergibt. Die so beschichteten Kügelchen bilden eine starre Struktur, die ähnlich ist wie im Beispiel, wo ein Lösungsmittel verwendet wurde. Die erstarrte Struktur aus den Nylonkügelchen hat im wesentlichen auch dieselben mechanischen Eigenschaften wie die Polystyren-struktur im Beispiel I.

Es ist für den Durchschnittsfachmann selbstverständlich, dass ein breites Spektrum an Stoffen, insbesondere Kunststoffen, an Lösungsmitteln und/oder an Haftmitteln verwendet werden kann, um die Erfindung im oben beschriebenen Sinne zu verwirklichen.

Die Ummantelungstechnik kann bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur durchgeführt werden, was den weiteren Vorteil hat, dass die Zellen oder andere temperaturempfindliche Gegenstände gefahrlos verkapselt werden können, wohingegen die derzeitige Epoxy-Verkapselung hohe Temperaturen erfordert, damit das Epoxid fliessfähig bleibt und die Teile vollständig umgibt. Da die poröse Art der erfindungsge-mässen Umhüllung auch grosse Gewichtseinsparungen hat, sie wiegt weniger als die Hälfte bisheriger Epoxidumhüllungen, und da das poröse Material, insbesondere Polystyren, nur ein Fünftel des üblicherweise verwendeten Epoxids kostet, eignet sich die Erfindung hervorragend für die Ümmantelung jeglicher Gegenstände, die aussergewöhnlicher Beanspruchung ausgesetzt sind, welche eine weiche Verpackung nicht überstehen würden.

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

621 987

1. Verfahren zur festen Ummantelung von mindestens einem Gegenstand in einem äusseren Behälter, wobei der Zwischenraum zwischen dem Gegenstand und dem Behälter mit einem eine feste Struktur aufweisenden Füllstoff gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man den Zwischenraum mit einer Vielzahl einzelner Teilchen füllt und dann diese Teilchen fest miteinander verbindet, ohne ihre Form wesentlich zu ändern, so dass in diesem Zwischenraum ein eine poröse Struktur aufweisendes Gefüge aus aneinanderhaftenden Teilchen mit einer Porosität von zumindest 20% gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen aus einem Material bestehen, das eine Druckfestigkeit von über 13 785 kN/m2 aufweist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen etwa kugelförmig sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelförmigen Teilchen einen Durchmesser von zumindest 0,8 mm aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen dadurch miteinander verbunden werden,

dass man ein Lösungsmittel durch die Hohlräume zwischen den Teilchen hindurchlaufen und darin ausreichend lange Zeit verbleiben lässt, um nur die Aussenflächen der Teilchen aufzulösen, und dass das Lösungsmittel sodann entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen aus Polystyren bestehen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel Azeton ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen dadurch miteinander verbunden werden,

dass sie mit einer ausreichenden Menge eines Haftmittels vorgemischt und damit beschichtet werden, dass der Zwischenraum zwischen dem zu umhüllenden Gegenstand und dem äusseren Behälter mit den so beschichteten Teilchen gefüllt und die Haftbeschichtung sodann ausgehärtet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als Haftmittel ein Epoxyharz verwendet.

10. Elektrochemische Zelle, ummantelt gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1, mit einem äusseren Behälter und zumindest einem elektrochemischen Zellenelement, welches Zellenelement in diesem Behälter fest verkapselt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen dem elektrochemischen Zellenelement (11,12) und dem Behälter (10) mit einem eine poröse Struktur aufweisenden Materialgefüge, bestehend aus einer Vielzahl von ohne wesentliche Formänderung haftend miteinander verbundenen Teilchen (26) und mit einer Porosität von mindestens 20% ausgefüllt ist.

11. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (26) aus einem Material bestehen, das eine Druckfestigkeit von über 13 785 kN/m2 aufweist.

12. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (26) aus Polystyren bestehen.

13. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (26) etwa kugelförmig sind.

14. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen (26) einen Durchmesser von etwa 3 mm aufweisen.