CH683045A5 - Batterie. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie und insbesondere eine Batterie, welche eine Anordnung von elektrochemischen Zellen enthält.

Anordnungen von elektrochemischen Zellen, welche in Serie miteinander verbunden sind und in zweckdienlichen Behältern angeordnet sind, um Batterien zu bilden, sind gemäss dem Stand der Technik wohlbekannt. Solche Anordnungen verwenden beispielsweise elektrochemische Zellen, welche chemisch aktive Substanzen enthalten, die sich miteinander umsetzen, um zwischen deren positiven und negativen Anschlussstücken ein elektrisches Potential zu erzeugen. Ein Beispiel einer solchen Zellenstruktur ist die Metall/Luftart, welche in einer insbesonderen Ausführung Zink und Luft als die sich miteinander umsetzenden Substanzen verwendet.

Ein gegebenes Beispiel einer wirksam arbeitenden Batterie, welche eine Anordnung aus Zink/Luftzellen verwendet, ist in der US-PS 4 547 438 offenbart, welches entsprechende Patent am 5. Oktober 1985 W. J. McArthur et al. erteilt worden ist. Die Struktur in derselben verwendet einen Stapel von ausgerichteten, in Serie geschalteten Zellen, die in Linie entlang der Längsausdehnung einer Gehäusestruktur eines Behälters in Form eines rechteckigen Parallelopipeds angeordnet sind. Das Gehäuse weist entlang jeder seiner Seitenwände eine Mehrzahl Öffnungen auf, um den Innenraum des Gehäuses zu belüften, welche Öffnungen vorteilhaft von einem porösen Polymer überdeckt sind, so dass ein Luftstrom in das Innere des Gehäuses ermöglicht ist, jedoch ein Eintreten von Wasser oder anderen Gegenständen verunmöglicht ist. Die gesamte Struktur braucht eine verhältnismässig begrenzte Zahl von Komponenten im Vergleich mit Strukturen, die früher verwendet wurden, welche Komponenten sicher und wirksam in einem Gehäuse mit normierten Abmessungen zusammengebaut sind, welches Gehäuse herkömmliche, von aussen zugängliche positive und negative Schnapp-Anschlussstücke verwendet, um das erwünschte insgesamte elektrische Potential, beispielsweise 9,0 Volt zum Gebrauch in den unterschiedlichsten, durch Batterien versorgten Vorrichtungen, beispielsweise Transistorradios und ähnlichem zur Verfügung zu stellen.

Obwohl solche Batteriestrukturen sich als brauchbar gezeigt haben, wenn diese Bauform von Zink/ Luftzellen verwendet wurden, welche zur Zeit der damaligen Ausführung erhältlich waren, war es nicht möglich, den gegebenen Zusammenbau aus Gehäuse und Zellen zusammen mit Zellen mit grösseren Abmessungen und höherer Kapazität ohne ein Vergrössern der Grösse des Gehäuses zu verwenden. Jedoch müssen solche Gehäuse normierte Grössen bzw. Abmessungen aufweisen, weil sie in Räume mit normierten Abmessungen passen, welche für dieselben bereits in herkömmlichen batteriebetriebenen Geräten, in denen sie zu verwenden sind, vorhanden sind. Entsprechend ist es erwünscht eine Batteriestruktur zu habem, in welcher solche grössere Zellen mit höherer Kapazität in einem solchen Gehäuse mit normierten Abmessungen aufgenommen werden können, dass eine Batterie gebildet ist, welche in batteriebetriebenen Geräten schwierigkeitslos verwendbar ist und eine längere Lebenszeit aufweist, ohne dass die Herstellungskosten und damit die Kosten für den Käufer und den Verbraucher derselben erhöht werden. Entsprechend sollten solche Batterien derart ausgebildet sein, dass sie ein wirksameres Milliamp-Stun-den/Dollar-Verhältnis haben als früher erhältliche Batterien mit Zink/Luftzellen. Solche Zellen mit einer höheren Kapazität sind grösser als diejenigen, die früher erhältlich waren, weil die Gestalt der zylinderförmigen Knopfzellen, die Höhe der Zellen grösser ist als diejenigen der Zellen, welche im oben erwähnten McArthur et al.-Patent gezeigt sind.

Es ist weiter erwünscht, dass eine Batterie, welche die Zink/Luftzellen mit einer höheren Kapazität und die in Serie miteinander verbunden sind verwendet, hergestellt werden kann, indem noch weniger Komponenten verwendet werden, die einfacher durchzuführende und billigere Zusammenbautechniken als diejenigen benötigen, die bezüglich den Strukturen des oben erwähnten McArthur et al. Patentes verwendet werden, so dass die insgesamten Kosten für die Komponenten weiter vermindert werden und auch die Kosten und Zeitdauer der Herstellung derselben. Eine solche verbesserte Struktur, bzw. ein solcher verbesserter Zusammenbau sollte immer noch alle Vorteile der Zink/Luftzellenstrukturen aufweisen, ohne dass irgendwelche Nachteile in bezug auf den Betrieb, der Struktur des Aufbaues oder der Herstellung entstehen.

Ziel der Erfindung ist somit, die angeführten Nachteile zu beheben.

Die erfindungsgemässe Batterie ist durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Entsprechend des Erfindungsgedankens kann in einer Batterie eine erste Mehrzahl von Zellen verwendet werden, die in einer linienförmigen Stapelanordnung in einem Kunststoffgehäuse angeordnet sind, wobei jede Zelle eine erste Orientierung hat, wobei eine zweite Mehrzahl Zellen vorhanden ist, von denen jede Zelle neben der ersten Mehrzahl von Zellen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und eine zweite Orientierung hat, die mindestens annähernd senkrecht zur ersten Orientierung gerichtet ist. Die erste und die zweite Mehrzahl von Zellen sind stoffflüssig, beispielsweise durch Schweissen über jeweils einen Lappen verbunden, so dass sie elektrisch in Serien geschaltet sind. Dieses beispielsweise Lappenschweissen findet derart statt, dass vorerst alle Zellen in einer linienförmigen Anordnung vorhanden sind. Die zweite Mehrzahl der Zellen der über Lappen miteinander stoffflüssig verbundenen Anordnung wird dann in ihre erwünschte, senkrechte Orientierung umgefaltet. Eine herkömmliche Anschlussplattenausbildung, welche die wohlbekannten Schnapp-Anschlussstük-ke aufweist, um die Batterie von aussen anschlies-sen zu können, ist wieder über Lappen mit der umgefalteten Stapelanordnung der Zellen stoffflüssig verbunden.

Die umgefaltete Anordnung kann ohne Schwierigkeiten einfach in das Gehäuse so eingesetzt werden, dass die Zellen sicher in Passvertiefungen ein5

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gepasst sind, die bei der Innenseite der Basis des Gehäuses und bei der Innenseite des Deckels ausgebildet sind, der mit dem Gehäuse verbunden ist. Wenn Zink/Luftzellen verwendet werden, weist das Gehäuse Öffnungen auf, die vorteilhaft bei jedem seiner Enden angeordnet sind, so dass es möglich ist, dass Luft eindringen und mit den Zellen in Berührung kommen kann, so dass eine Umsetzung mit den Zellen stattfindet, um bei jeder Zelle ein elektrisches Potential zu erstellen. Lappenglieder, die bei jedem Ende des Deckels ausgebildet sind, sperren die Öffnungen insofern wirksam ab, dass ein Eintreten von Luft möglich ist, jedoch ein Eindringen von Fremdkörpern in das Innere des Gehäuses verunmöglicht ist.

Entsprechend kann eine solche Anordnung von Zellen erlauben, dass ein Gehäuse mit normierten Abmessungen Zellen mit grösseren Abmessungen und höherer Kapazität derart aufnehmen kann, dass die insgesamte Struktur weniger Komponenten verwendet als bei früheren Batteriestrukturen der Fall war. Die Struktur kann sehr einfach zusammengebaut werden, wobei die Herstellungskosten der fertigen Batterie damit vermindert sind, so dass die erhöhten Kosten der Zellen mit höherer Kapazität nicht höhere insgesamte Herstellungskosten als diejenigen verursachen, welche für früher erhältliche Batterien, welche weniger teure Zellen mit kleinerer Kapazität verwendeteten, notwendig waren.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer schaubildlich auseinandergezogenen Darstellung eine Ausführung der erfindungsge-mässen Batterie,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht des Innern des Deckels der Batterie nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt der Batterie der Fig. 1 entlang der Linie 3-3 der Fig. 4, wobei die Zellen und die Anschlussplatte der Zellenanordnung im Gehäuse derselben angeordnet sind,

Fig. 4 entlang der Linie 4-4 der Fig. 3, und

Fig. 5-12 aufeinanderfolgende Herstellungsschritte zur Herstellung der Anordnung von Zeilen und Anschlussstücken, die in der Fig. 1 gezeigt ist.

Aus den Fig. 1-4 ist ersichtlich, dass eine bevorzugte Ausführung einer Batteriestruktur, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, eine Gehäusekomponente 11 und eine Deckelkomponente 12 aufweist. Das Gehäuse ist aus einem zweckdienlichen Kunststoff gegossen und weist einen äusseren Wandabschnitt 13 und einen zurückversetzten, inneren Wandabschnitt 14 auf. In der inneren Basis des Gehäuses 11 ist eine Mehrzahl bogenförmiger Vertiefungen ausgebildet, welche getrennte eingebauchte Passvertiefungen bildet, in denen eine Anordnung einer Mehrzahl elektrochemischer Zellen eingepasst werden kann, wie nachfolgend noch gezeigt sein wird. Bei der hier beschriebenen Ausführung sind als Beispiel vier Passvertiefungen 15 vorhanden, deren bogenförmige Oberflächen eine erste Orientierung aufweisen und die neben einem inneren Seitenwandabschnitt entlang der Längsausdehnung des Gehäuses verlaufend ausgebildet sind, und weiter sind zwei Vertiefungen 16 ausgebildet, deren bogenförmig verlaufende Oberflächen eine zweite Orientierung haben, welche senkrecht zu derjenigen der Vertiefungen 15 gerichtet ist, welche neben dem gegenüberliegenden Seitenwandabschnitt ausgebildet sind, wie in den Figuren gezeigt ist. Abschnitte der zylinderförmigen Oberflächen jeder der Zellen 29 der Zellenanordnung 28 sind in solchen Passvertiefungen eingepasst, wenn die Zellenanordnung 28 im Gehäuse 11, wie weiter unten noch beschrieben sein wird, eingesetzt ist.

in der Figur ist gezeigt, dass die Innenseite des Deckels 12 entsprechende bogenförmige Vertiefungen 18 und 19 aufweist, die in derselben ausgebildet sind und in welche entgegengesetzt angeordnete Abschnitte der zylinderförmigen Oberflächen der Zellen ebenfalls dann eingepasst sind, wenn der Deckel mit dem Gehäuse verbunden worden ist, nachdem die Zellenanordnung in demselben angeordnet worden ist. Wenn die Zellen in ihren Stellungen innerhalb des Gehäuses 11 und des Deckels 12 eingebaut sind, sind sie sicher zwischen den Passvertiefungen 15 und 16 des Gehäuses 11 und den Passvertiefungen 18 und 19 des Deckels 12 gehalten.

Zwischen den Vertiefungen 15 und 18 sind Trennwandglieder 20 bzw. 21 angeordnet, so dass die Zellen, die in daneben angeordneten Vertiefungen angeordnet sind, voneinander getrennt gehalten werden. Ein Trennwandglied 22 ist derart ausgebildet, dass es von der Innenseitenwandstellung des Gehäuses 11 zwischen den Vertiefungen 16 nach innen hervorsteht, so dass diejenigen Zellen voneinander getrennt gehalten werden, welche in den Vertiefungen bei beiden Seiten dieses Trennwandgliedes 22 eingepasst sind. Ein weiteres Trennwandglied 23 und Trennwandglieder 23A, die parallel zu demselben verlaufen, sind in der Bodenseite des Gehäuses 11 in einem mittleren Bereich desselben entlang einer mittleren Längsausdehnung derselben angeordnet, so dass eine Trennung zwischen den Zellen, die in den Vertiefungen 15 angeordnet sind und den Zellen, die in den Vertiefungen 16 eingepasst sind, beibehalten wird. Eine rechtek-kige Öffnung 24 ist bei einem mittleren Bereich und oberen Teil bei einem Ende des Gehäuses 11 ausgebildet. Das andere Ende des Gehäuses 11 weist eine rechteckige Öffnung auf, die im äusseren Wandabschnitt 13 ausgebildet ist und eine entsprechende, kleinere rechteckige Öffnung, die im inneren Wandabschnitt ausgebildet ist, wie in der Fig. 1 ersichtlich ist. Ein Schlitz 30 ist zwischen den Rändern 25 des äusseren Wandabschnittes und den Rändern 26 des inneren Wandabschnittes ausgebildet.

Aus den Fig. 1 und 3 ist ersichtlich, dass jede der elektrochemischen Zellen 29, welche in diesem vorgegebenen beispielsweisen Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Erfindung verwendet werden, eine grundsätzlich zylinderförmige Form aufweist und einen elektrisch leitenden tassenförmigen Bauteil 31 enthält, der als Kathode bzw. negatives Endstück dient und eine elektrisch leitende Kappe

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32, welche als Anode bzw. als positives Endstück dient. In der hier gezeigten Ausführung sind vier Zellen 29A, 29B, 29C und 29D in einer linienförmi-gen Anordnung gestapelt, wobei die flachen Oberflächenabschnitte nebeneinander angeordnet sind. Der tassenförmige Kathodenbauteil 31 einer Zelle 29A bei einem Ende des Stapels ist über ein elektrisch leitendes, metallisches Streifenelement bzw. einem Lappen 33A mit der Anodenkappe 32 einer benachbarten Zelle 29B verbunden. In einer entsprechenden Weise ist die Kathode der Zelle 28B über ein leitendes Streifenelement bzw. einen leitenden Lappen 33B elektrisch mit der Anode der Zelle 29C verbunden und die Kathode der Zelle 29C ist über ein elektrisch leitendes Streifenelement bzw. einen Lappen 33C elektrisch mit der Anode der Zelle 28D verbunden. Dementsprechend sind die Zellen 29A, 29B, 29C und 29D miteinander elektrisch in Serie verbunden.

Die Zellen 29E und 29F sind effektiv von der oben erwähnten linienförmigen Anordnung «umgefaltet» und sind derart angeordnet, dass ihre ebenflächigen Flächenabschnitte im wesentlichen senkrecht zu denjenigen der Zellen 29A-29D verlaufen, wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist. Die tassenförmige Kathode der Zelle 29D ist mit der Anodenkappe der Zelle 29E mittels eines elektrisch leitenden Streifenelementes bzw. eines Lappens 33D mit der Anodenkappe der Zelle 29E elektrisch verbunden und die tassenförmige Kathode der Zelle 29E ist über ein elektrisch leitendes Streifenelement bzw. einem Lappen 33E mit der Anodenkappe der Zelle 29F elektrisch verbunden. Diese Verbindungen stellen sicher, dass alle der Zellen 29A-29F elektrisch in Serie miteinander verbunden sind und eine kompakte Anordnung derselben in der gezeigten Konfiguration bilden (auch «4-2»-Konfiguration genannt, wenn sechs Zellen nach der gezeichneten Darstellung verwendet werden).

Ein Band 34 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff ist fest über den Berührungspunkten der tassenförmigen Kathoden der Zellen 29A-29D angeordnet, so dass sichergestellt ist, dass die Oberflächen dieser Zellen gegen einen elektrischen Kontakt mit den Oberflächen der Zellen 29E und 29F isoliert sind. Alternativ kann das Trennwandglied 23 des Gehäuses 11 von der Bodenfläche des Gehäuses weiter nach oben verlaufen und insbesondere bis zu einer Höhenstellung, welche mit derjenigen des Trennwandgliedes 22 vergleichbar ist, so dass die Zellen 29A-29D von den Zellen 29E und 29F vollständig isoliert sind und eine elektrische Isolation sichergestellt ist, in welchem Falle das Isolierband 34 weggelassen werden kann.

Eine weitgehend rechteckförmige Anschlussplatte 35 weist ein herkömmliches positives Schnapp-An-schlussstück 36 und ein herkömmliches negatives Schnapp-Anschlussstück 39 auf, welche Anschlussstücke mit der Platte verbunden sind. Diese Anschlussplatte ist gemäss allgemein bekannten Ausbildungen aufgebaut und von einer Bauart, welche bereits in sehr einfacher Weise für verschiedene normierte Batterien in Masse produziert wird. Die Abmessungen dieser Platte können für die hier beschriebene Struktur zweckdienlich vorgegeben werden und die Platte und die Anschlussstücke können zur Verwendung der hier beschriebenen Ausführung sehr einfach und billig in grossen Mengen hergestellt werden. Aus der Fig. 3 geht hervor, dass das innere Ende 38 des positiven Schnapp-Anschluss-stückes 36 über ein elektrisch leitendes Streifenelement bzw. einem Lappen 33G elektrisch leitend mit der Oberfläche der tassenförmigen Kathode der Zelle 29F verbunden ist, währenddem das innere Ende 40 des negativen Schnapp-Anschlussstückes 37 über ein elektrisch leitendes Streifenelement bzw. einem Lappen 33F elektrisch mit der Anodenkappe der Zelle 39A verbunden ist, wobei in beiden Fällen zweckdienliche Lappenschweisstechniken oder sonstige formschlüssige Verbindungstechniken verwendet werden. Beim mittleren Bereich der Anschlussplatte 35 ist bei einem oberen Abschnitt derselben eine rechteckige Öffnung 42 gebildet.

Zum Zusammenbauen wird, nachdem der Zusammenbau von Zellen/Anschlussplatte hergestellt worden ist, die Anschlussplatte 35 in den Schlitz 30 eingesetzt und die unteren Abschnitte der zylinderförmigen Oberflächenabschnitte der Zellen 29A-29F sind in den entsprechenden eingebauchten Pass-vertiefungen 15 und 16 der unteren Innenseite des Gehäuses 11 hineingepasst, wie beispielsweise in der Fig. 4 unter Bezugnahme auf die Zellen 29A-29D in den Vertiefungen 15 gezeigt ist. Darauf wird der Deckel 12 aufgesetzt und zweckdienlich mit dem Gehäuse 11 fest verbunden, so dass der Stapel der Zellen und die Anschlussplatte innerhalb des Gehäuses eingeschlossen werden, so dass die entgegengesetzt angeordneten oberen Abschnitte der zylinderförmigen Oberflächenabschnitte der Zellen sicher in den entsprechenden eingebauchten Passvertiefungen 18 und 19 in der Innenseite des Deckels 12 eingepasst sind. Entsprechend sind, wenn sie in dieser Weise umschlossen sind, die Zellen und die Anschlussplatte der Anordnung innerhalb des Behälters, der aus Gehäuse und Dek-kel zusammengesetzt ist, fest in einer aufrechtstehenden Stellung gehalten. Rechteckige Öffnungen 24 und 42 im Gehäuse bzw. in der Anschlussplatte bei den entgegengesetzten Enden des Gehäuses erlauben der Luft in das Innere des Behälters einzutreten, so dass diese sich mit dem Zink in den Zellen umsetzen kann, um zwischen der Anodenkappe und der tassenförmigen Kathodenstruktur jeder Zelle ein elektrisches Potential zu erzeugen, wie dies dem Fachmann wohlbekannt ist. Bei einer beispielsweisen Ausführung, wie hier beschrieben ist, erzeugt jede der sechs Zink/Luftzellen ein effektives elektrisches Potential von 1,5 Volt, so dass die insgesamte Anordnung der Zellen ein Potential von 9,0 Volt über das Anoden-Schnapp-Anschluss-stück und das Kathoden-Schnapp-Anschlussstück der Anschlussplatte 35 erzeugt.

Um ein Eindringen von Fremdkörpern durch die Öffnungen 24 und 42 in das Innere des Gehäuses

11 zu verhindern, sind bei jedem Ende des Deckels

12 Lappenglieder 39 und 39A ausgebildet, welche Lappenglieder die Öffnungen 24 bzw. 42 wirksam dann decken, wenn die insgesamte Batterie voll zusammengebaut ist, so dass die Luft, die für den Betrieb notwendig ist, durch einen verhältnismässig

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gewundenen Weg zu jeder der Zellen strömt, währenddem verhindert ist, dass andere Körper in das Gehäuse eindringen und die Zellen berühren.

Der gefaltete Zellenstapel/Zusammenbau, der die Zellen 29A-29F enthält, und deren Verbindungen zu den Anschlussstücken der Anschlussplatte 35 können verhältnismässig einfach hergestellt und zusammengebaut werden, indem die Herstellungs-schritte durchgeführt werden, die nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5-12 beschrieben werden. Aus den Fig. 5 und 6 geht hervor, dass jede Zelle ein elektrisch leitendes Streifenelement bzw. einen Lappen 33 aufweist, das bzw. der mit der Anodenkappe derselben stoffschlüssig z.B. durch Schweissen verbunden ist, wie in den Fig. 5 und 6 bei einer beispielsweisen Zelle 29 gezeigt ist. Der Lappen jeder Zelle ist gebogen und seinerseits durch beispielsweise eine Schweissung mit der Oberfläche der tassenförmigen Kathodenstruktur einer unmittelbar benachbarten Zelle verbunden, wie in der Fig. 7 in bezug auf die beispielsweisen Zellen 29A und 29B gezeigt ist.

Alle sechs Zellen 29A-29F sind in derselben Weise miteinander verbunden und beispielsweise verschweisst, mit der Ausnahme, dass der Lappen 33F, der mit der Anodenkappe der Zelle 29A zu verschweissen wäre, in diesem Zeitpunkt mit keiner Komponente verschweisst ist und dass kein Lappen mit der tassenförmigen Struktur der Zelle 29F verschweisst worden ist, wie mit der vollständig linien-förmigen Anordnung der Fig. 8 dargestellt ist. Vorzugsweise können die Schweissungen gleichzeitig hergestellt werden oder sie können, falls erwünscht, in einer zweckdienlich gewählten Folge durchgeführt werden. Die Länge der Schweissungen bei den Kathoden und Anoden jeder Zelle (wie beispielsweise in der Fig. 3 mit dicken Linien gezeigt ist) sind derart, dass die Zellen und die damit ver-schweissten Lappen während des Herstellungsvorgangs zweckdienlich gehandhabt werden können, wie in den Fig. 5-12 dargestellt ist, so dass die Bildung der erwünschten endgültigen Konfiguration der Zellen und die Verbindung derselben zur Anschlussplatte 35 durchgeführt werden kann.

Ein elektrisches Isolierband 4 ist über die ge-schweissten Bereiche der Kathodenstrukturen der Zellen 29A-29D gelegt und damit verbunden, wie in der Fig. 9 und in der im vergrösserten Massstab gezeichneten Endansicht derselben in der Fig. 10 dargestellt ist. Gemäss den Fig. 9 und 10 ist weiter ein Lappen 33G mit der Kathodenstruktur der Zelle 29F verbunden.

Der Lappen 33F ist mit dem inneren Ende 40 des Kathodenendstückes 37 der Anschlussplatte 35 derart verbunden, dass dieses Anschlussstück mit der Anodenkappe der Zelle 29A verbunden ist, wie in der Fig. 11 gezeigt ist. Die Zelle 29E und 29F werden dann von der linienförmigen Anordnung der Zellen, die in Fig. 11 dargestellt ist wegbewegt, und von derselben umgefaltet, um bei den Stellen umpositioniert zu sein, die in der Fig. 12 dargestellt ist, wobei damit die Zellen 29E und 29F mindestens annähernd senkrecht zu den Zellen 29A-29D orientiert sind. Dann wird die kappenförmige Kathodenstruktur der Zelle 29F durch ein Schweissen mit dem inneren Ende 38 des Anodenanschlussstückes 36 der Anschlussplatte 35 über ein elektrisch leitendes Streifenelement bzw. einen Lappen 33G, wie gezeigt, verbunden, wobei die Anschlussplatte für diesen Vorgang um 90° rotiert worden ist. Die insgesamte Anordnung von Stapel und Anschlussplatte im Zustand gemäss der Fig. 12 ist dann im Zustand, dass sie in das Gehäuse 11 eingesetzt werden kann, wonach der Deckel angebracht und mit dem Gehäuse 10 dichtend verbunden wird, um die endgültige Batteriestruktur zu bilden.

Damit vereinfacht die Batteriestruktur nach der Erfindung, wie in der gezeichneten und oben beschriebenen Ausführung offenbart ist, die Verwendung von verbesserten Zink/Luftzellen, die verhältnismässig grössere Abmessungen und eine höhere Kapazität aufweisen. Die Verwendung eines Gehäuses und eines Deckels aus Kunststoff mit einer Ausbildung, die hier gezeigt ist, vermindert die insgesamte Anzahl von Komponenten, die in der ins-gesamten Struktur notwendig sind, im Vergleich mit der Anzahl, die bei bisherigen Batteriestrukturen dieser Bauform notwendig waren und vereinfacht somit das Zusammenbauen. Dieses ist insbesondere bedeutsam, wenn ein Vergleich mit ähnlichen Quecksilberoxid-Batteriestrukturen gemacht wird, bei denen relativ teure Metallhüllen verwendet werden, welche eine zusätzliche Isolation und aufwendigere Zusammenbautechniken benötigen, und auch wenn mit früheren Zink/Luftbatteriestrukturen verglichen wird, die in der oben erwähnten McArthur et al. Patentschrift beschrieben sind.

Zudem, wenn eine allgemein bekannt und in herkömmlicher Weise hergestellte Anschlussplatte verwendet wird, welche auf dem Markt ab Lager erhältlich ist, erlaubt die insgesamte Struktur und auch das Herstellungsverfahren derselben die Verwendung von wohlbekannten Lappenanschweiss-verfahren für die notwendigen elektrischen Kontakte und muss sich nicht auf Druckverbindungen verlassen, wie in früheren Batterien der Fall war. Die verwendete Anordnung erlaubt ein automatisches Lap-penschweissen aller Zellen in Serie und in einer Linienanordnung, welche Anordnung danach wirksam und automatisch gehandhabt werden kann, um die erwünschte umgefaltete Zellenanordnungskonfiguration zu formen.

Die Ausbildung des Gehäuses mit den Passvertiefungen und dem darin geformten Schlitz und auch diejenige des Deckels mit den entsprechenden darin ausgebildeten Passvertiefungen erlaubt ein einfaches Einsetzen der überlappten, miteinander verschweissten Zellen/Anschlussplattenanord-nung und stellt einen zwangsweisen und sicheren Sitz für dieselbe sicher, währenddem eine ausgezeichnete Luftzufuhr gebildet ist, auch eine genügende Isolation und Zwischenräume, um ein Kurz-schliessen der Komponenten zu verhindern.

Die Verwendung der Öffnungen 24 und 42 und der Lappen 38 und 39 beim Deckel sichert eine genügende Luftzufuhr durch einen verhältnismässig gewundenen Pfad zu den Zellen und verhindert jedoch das Eintreten von Fremdkörpern in das Gehäuse und ein direktes Berühren derselben mit den einzelnen Zellen, wobei somit die porösen Wand-

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glieder, die in der Struktur verwendet werden, die in der oben erwähnten McArthur et ai. Patentschrift offenbart ist, nicht mehr notwendig sind.

Die Verwendung der Struktur, die gemäss der Erfindung ausgebildet ist, hält die Herstellungskosten auf einem Ausmass, das nicht grösser ist als das, welches für solche frühere Batteriestrukturen notwendig war, sogar dann, wenn die verhältnismässig grösseren Zellen mit höherer Kapazität verwendet werden, wobei gleichzeitig als Ergebnis eine wesentlich verbesserte Batterie geschaffen ist.

Währenddem die Ausführung der Erfindung, die oben beschrieben ist, eine bevorzugte Ausführung der Erfindung darstellt, können dem Fachmann Modifikationen innerhalb des Geltungsbereiches der Erfindung offensichtlich werden. Damit ist die Erfindung nicht derart auszulegen, dass sie auf das gegebene offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, ausgenommen, was in den Ansprüchen angeführt ist.

Claims (16)

Patentansprüche

1. Batterie, gekennzeichnet durch einen Behälter, der ein Gehäuse und einen Deckel aufweist; durch eine Anordnung von Zellen, von denen jede ein Anodenglied und ein Kathodenglied aufweist, welche Anordnung von Zellen eine erste Mehrzahl von Zellen aufweist, von welchen jede eine erste Orientierung hat und die in ejner ersten Stellung gestapelt sind; eine zweite Mehrzahl von Zellen aufweist, von welchen jede eine zweite Orientierung hat und die neben der ersten Mehrzahl von Zellen in einer zweiten Stellung gestapelt sind, welche erste Mehrzahl und zweite Mehrzahl von Zellen elektrisch in Serie miteinander verbunden sind; durch eine Anschlussplatte, die ein positives Anschlussstück und ein negatives Anschlussstück zur Bildung der äusseren Anschlüsse zur Batterie aufweist, welches positive Anschlussstück mit einem Kathodenglied einer der Zellen der Anordnung und welches negative Anschlussstück mit einem Anodenglied einer anderen der Zellen der Anordnung verbunden ist; welches Gehäuse und welcher Deckel jeweils eine Mehrzahl einander entsprechender Passvertiefungen aufweisen, die an deren Innenseiten ausgebildet sind, welches Gehäuse weiter einen bei einem Ende desselben ausgebildeten Schlitz aufweist, welche Anordnung von Zellen derart im Gehäuse und Deckel angeordnet ist, dass die erste und zweite Mehrzahl von Zellen sicher in den Passvertiefungen des Gehäuses und des Deckels eingepasst sind und die Anschlussplatte fest im Schlitz angeordnet ist; durch mindestens eine Öffnung, die bei einem Ende des Behälters ausgebildet ist, um einen Zutritt von Luft in das Gehäuse zur Berührung mit den darin vorhandenen Zellen zu ermöglichen; und durch Bauglieder, die dazu dienen, ein Eindringen von Gegenständen durch die mindestens eine Öffnung in das Gehäuse und Berühren irgendeiner Zelle in demselben zu verhindern.

2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Öffnungen vorhanden sind, wobei eine erste Öffnung in der Anschlussplatte bei einem Ende des Behälters angeordnet ist, und eine zweite Öffnung im Gehäuse beim entgegengesetzten Ende des Behälters angeordnet ist.

3. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und der Deckel jeweils eine rechteckige Form aufweisen; dass die Zellen der ersten Mehrzahl Zellen zylinderförmig sind, wobei die ebenflächigen Oberflächenabschnitte derselben nebeneinander in einer linienförmigen Stapelanordnung entlang der Längsausdehnung der Rechteckform angeordnet sind, dass die Zellen der zweiten Mehrzahl Zellen zylinderförmig sind, wobei die zylinderförmigen Oberflächenabschnitte derselben nebeneinander angeordnet sind und die zweite Orientierung mindestens annähernd senkrecht zur ersten Orientierung gerichtet ist.

4. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen der Zellenanordnung über Lappenglieder miteinander elektrisch verbunden sind, die derart stoffschlüssig verbunden sind, dass die Anodenglieder und Kathodenglieder der Zellen in Serie verbunden sind und dass die Zellen mit dem positiven Anschlussstück und dem negativen Anschlussstück der Anschlussplatte verbunden sind.

5. Batterie nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse ausgebildete Trennwandanordnung, die die Zellen der Zellenanordnung von anderen Zellen derselben trennt.

6. Batterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandanordnung eine Mehrzahl erste Trennwandglieder, die die erste Mehrzahl der Zellen voneinander trennt; ein zweites Trennwandglied, das die zweite Mehrzahl der Zellen voneinander trennt, und ein drittes Trennwandglied, das die erste Mehrzahl der Zellen von der zweiten Mehrzahl der Zellen trennt, aufweist.

7. Batterie nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrische Isolationsvorrichtung, die zwischen der ersten und zweiten Mehrzahl Zellen in der Zellenanordnung angeordnet ist.

8. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Zelle Zink und damit zusammenwirkende Luft verwendet wird, um über die Anoden- und Kathodenglieder ein elektrisches Potential zu erzeugen.

9. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mehrzahl Zellen vier nebeneinander angeordnete Zellen und die zweite Mehrzahl Zellen zwei nebeneinander angeordnete Zellen aufweist.

10. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Passvertiefungen des Gehäuses und des Deckels bogenförmig ausgebildet sind, so dass gegenüber angeordnete Abschnitte der zylinderförmigen Oberflächenabschnitte der Zellen in entsprechenden bogenförmig ausgebildeten Vertiefungen im Gehäuse und im Deckel sicher eingepasst angeordnet sind.

11. Verfahren zum Zusammenbauen einer Mehrzahl von elektrochemischen Zellen, die jeweils ein Anodenglied und ein Kathodenglied enthalten, zur Verwendung in einer Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zellen in einer linienförmigen Stapelanordnung angeordnet werden, dass das Kathodenglied jeder Zelle über ein stoffschlüssig ver-

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bundenes Band mit dem Anodenglied der unmittelbar benachbarten Zelle der linienförmigen Stapelanordnung verbunden wird, ausgenommen das Anodenglied der Zelle bei einem Ende des Stapels und das Kathodenglied der Zelle beim entgegengesetzten Ende des Stapels; dass eine festgelegte Anzahl von Zellen bei einem Ende des Stapels aus ihrer Stellung in der linienförmigen Stapelanordnung in Stellungen neben der linienförmigen Stapelanordnung umgeordnet werden, um eine gefaltete Zellenanordnung zu bilden, derart, dass jede Zelle der festgelegten Anzahl umgeordneter Zellen eine Orientierung aufweist, die mindestens annähernd senkrecht zur Orientierung der in der linienförmigen Stapelanordnung verbleibenden Zellen gerichtet ist; dass das Kathodenglied der Zelle beim einen Ende der umgefalteten Zellenanordnung mit einem Anschlussstück einer Anschlussplatte über einen Lappen stoffschlüssig verbunden wird; und dass das Anodenglied der Zelle beim entgegengesetzten Ende der umgefalteten Zellenanordnung mit dem anderen Anschlussstück der Anschlussplatte verbunden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch isolierender Stoff zwischen den umgeordneten Zellen der Zellenanordnung und den in der linienförmigen Stapelanordnung verbleibenden Zellen angeordnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte, gefaltete Zellenanordnung in ein Gehäuse eingesetzt wird, und dass der Deckel mit dem Gehäuse verbunden wird, um einen Batteriebehälter derart zu bilden, dass die Anschlussstücke der Anschlussplatte ausserhalb des Behälters zugänglich sind.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse eine Mehrzahl Passvertiefungen ausgebildet ist und beim Einsetzen die gefaltete Zellenanordnung derart in das Gehäuse eingesetzt wird, dass Oberflächenabschnitte der Zellen sicher in den Passvertiefungen im Gehäuse eingepasst sind.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel eine Mehrzahl in demselben ausgebildete Passvertiefungen aufweist, und dass beim Verbinden der Deckel derart mit dem Gehäuse verbunden wird, dass entgegengesetzte Oberflächenabschnitte der Zellen sicher in den Passvertiefungen im Gehäuse eingepasst sind.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel dichtend mit dem Gehäuse verbunden wird.

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