CN1303712C - 电极设置 - Google Patents

Abstract

为提高电化学电池的功率，电化学电池具有一种电极设置，该电极设置包括各自由多个并联电极(7)构成的多个串联电极束(1-6)，它们各自端侧固定并导电错接。

Description

电极设置

技术领域

本发明特别涉及电化学电池的电极设置。

背景技术

WO 00/54358公开了电化学电池并联或者串联的电极。例如提出，设置在同轴构成的电极自由端上的阳极与串联电路作为阴极构成的另一个同类型电极的表面相互导电连接。

此外还介绍了电化学电池组件的结构，其中，在框架内的一个平面上设置大量单个电极并成行连接。在此方面，各电极作为阴极构成的表面直接接触，在组件的端面上各电极的阳极相互错接。

这类单个组件然后可以再次串接和/或者串联。

公开的这种组件比较复杂的结构以及在串联电路中需要各组件彼此电绝缘增加了技术上的费用。特别是带有这种特别是串联组件的电化学电池的工作可靠性也是问题，因为在中断组件之间唯一的导电连接情况下，整个电化学电池的功能不复存在。

发明内容

从这一技术背景出发，本发明的目的在于，提供一种电化学电池的电极设置，结构简单，但效率极高，其几何形状可以简单方式构成，特别是可以具有环形横截面。

为解决这一技术问题，提出一种电化学电池的电极设置，具有按权利要求1所述的各自由多个并联的电极组成的多个串联的电极束，它们各自在末端固定并导电错接。

依据目的，这种电极设置的前提是，其阴极或阳极末端可以分接。因此，一个电极束电极的阴极或阳极端侧可以相互导电错接，由此获得大量电极的串联电路。因此，断开电极束的一个，可能会是多个电极，对其功能几乎没有影响。

此外，优选同类型构成的多个这种电极束串联，为此电极束交替调转180°设置。

电极端侧固定，由此整体上产生足够的稳定性。在这种情况下优选的设想是，构成电极束的电极末端共同固定，其中，通过支架还可以产生导电错接。此外，特别是串联电极束的该支架在机械上整体构成，但在导电上彼此分开构成。

这种结构构成可以使电极设置具有几乎任意的几何形状，特别是环形的横截面。

在结构构成中，电极彼此相隔。通过该措施保证各电极的良好入流或例如带有可燃气体的电极设置的良好通流。

此外在结构构成中，电极束各自端侧保持在共同端板的彼此绝缘的导电段内。因此，可以简单的方式将电极端侧固定并彼此导电错接。在此方面，优选扇形段作为段构成，由此可以构成电极设置的环形横截面。

为将电极束串联错接，优选一个段内设置的两个电极束导电连接，特别是也将其固定。在这种情况下，依据目的将电极束端侧分别共同保持在一个端板内，段与中轴线相关彼此相对旋转设置。

在这种情况下，依据规则第一端板具有n个段，第二端板具有n+1个段，其中n为整数。因此，第二端板具有电极设置的正极和负极，特别是在并排的段内。

各段例如可以通过绝缘层彼此隔离。但优选不导电的隔片将这些段彼此电隔离。在这种情况下，隔片除了连接这些段但彼此电绝缘的功能外，还具有支承功能。特别是在构成共同的端板情况下。此外，电化学电池的电极设置例如也固定在该不导电的隔片上。

在一优选的构成中，隔片辐条式一端固定在对着星形件的中心内。这样，这些段以简单的方式作为扇形段构成。特别是在另一构成中，如果星形件隔片的自由端由环包围的话，可以特别简单的方式制造依据本发明的电极设置。也就是说，在将电极束的相应末端置入这些段后，以简单方式将该末端浇铸，因为所要浇铸的区域可以毫无问题地成型或者依据形状预先规定。

环还可以套筒状轴向加长，直至覆盖电极设置的整个轴向延伸段。这样同时还可构成外壳和/或者提供在电化学电池内部固定的可能性。

在另一结构构成中，位于中心对面的端板通过中心杆连接，特别是两个星形件的中心通过这种中心杆相互连接。由此各电极束精确定位。在轴向负荷时力的传递不是通过电极本身，而是通过中心杆进行。因此保证很高的机械稳定性。

电极可以直线和平行延伸设置。因此保证结构简单。但也可以选择电极螺旋设置。因此与直线设置的电极相比，在电极设置同轴向延伸的情况下，由于加长结构的螺旋形电极产生更高的电压。因此达到更高的排列密度。

在依据本发明电极设置的一方案中，简化各电极的结构，为电极束设置共同的外电极，上面可以简单的方式分接与包围的电极束相反的电位。

在此方面证明符合目的的是，共同的外电极在横截面上包围扇形段，特别是多个共同并排设置的外电极构成环形设置。由此可以实现极为紧凑的结构形式，以简单方式通过外电极的电连接可以实现并联。但优选并排外电极的位于对面的表面彼此电隔离设置，从而也可以上述的简单方式实现串联。然后，两个并排外电极的扇形段相当于端板的导电段。

如果这种电极设置具有外电极，还可以具有与该外电极径向相隔平行的其他电极，它们特别是还可以具有不同的轴向延伸段。

特别是对于依据本发明的电极设置来说，证明符合目的的是，提供依据权利要求20所述的支承装置，其中由中间件将套筒式固定隔片的两个星形件的中心连接。通过这种支承装置精确地预先规定电极束的定位，此外将电极束机械稳定地连接在支承装置上。在此方面依据目的，隔片的数量与星形件相差一个。由此以简单方式可以更可靠地电连接在具有一个隔片的多个星形件上。

在一优选的构成中，支架整体由电绝缘材料，例如塑料制成。

此外，为了能够浇铸电极的自由端或电极束，可以将一个星形件隔片的自由端利用环包围。该环然后依据规则为端板的外环。需要时可将这种环轴向套筒式加长。

附图说明

现借助其中仅示出实施例的附图对本发明作详细说明。其中：

图1示出依据本发明电极设置的等轴视图；

图2示出依据图1中箭头II的端侧视图；

图3示出依据本发明的支承装置；

图4示出电极设置另一实施例的横截面。

具体实施方式

图1示出依据本发明的电化学电池的电极设置，带有例如六个电极束1-6，它们分别再由例如并联的六个单独电极7组成。

与此相反，电极束1-6本身串联。

作为电极特别适合采用管状装配，具有同轴结构，其正极或负极可以分接。电化学反应例如在可燃气体和氧化物之间进行，在这种电极7中，依据规则通过电极的同轴结构进行，其中，其结构取决于例如可燃气体是否通流或者入流电极7。

特别是为了确保每个电极7入流，电极7彼此相隔。

电极7或电极束1-6端侧固定在端板8，9内，并在该端板8，9内导电错接。

为此，端板8，9分成由导电材料构成的段，在这里分成端板8的扇形段10-12或端板9的13-16，它们通过由不导电材料构成的隔片17-19或隔片20-23彼此隔离。

第一端板8仅具有三个段10-12，而第二端板9具有多出一个的段，从而例如电极束的负极24和正极25在那里可以分接。一般按公式化的解释，第一端板8具有n个段，第二端板9具有n+1个段，其中，n为整数。

带有直线和平行电极7的第一电极束1，在带有端板9负极24的段13和第一端板8的段10之间延伸并固定在段10那里，例如固定在导电的浇铸材料里，由此电极束1电极7的阴极也相互导电连接，这样确保它们在那里并联。第一电极束1的该阴极在段10内用+号标注。

以同样的方式，在导电段10中固定电极束2的阳极并导电连接在并联电路内。阳极由-号标注。

电极束2的阴极在端板9的段14内以同样的方式并联，与电极束3同样并联的阳极导电连接，端板8内的电极束3另一端在段11内具有并联的阴极。

段11内在阳极侧固定电极束4的端侧并也是导电连接。电极束4阴极侧的并联电路在端板9的段15内，其中电极束5的阳极并联。电极束5的阴极固定在段12内，并共同与电极束6电极的阳极错接。其固定在端板9的段16内并导电错接的阴极作为正极25构成。

因此，带有各自六个并联电极的六个电极束1-6本身串联，方法是在段10-12和14及15内各自两个相反极设置的电极束导电连接，段13和16除外，在它们之间电化学电池或电极设置输出的电压可以分接在极24，25上。

电隔离段10-12或13-16的隔片17-19或20-23以及径向包围端板8或9的环26，27，可以是支承装置28的组成部分，对此参阅图3未按比例示出的视图。

图3中所使用的参考符号与图1相应，从中可以看出，隔片17-19一端辐条式固定在对着星形件30的中心29上。隔片17-19的径向外置自由端由环26包围。通过这种措施同样产生一种铸型，电极束1-6的末端通过例如可导电的浇铸树脂固定在里面并导电错接。

第二端板9的隔片20-23也可以构成带有中心32的星形件31。在图3中为概览起见，取消了环绕星形件32的环。

中心29和32通过中心杆33相互连接。

支承装置28优选电绝缘材料以及整体构成。

由于这种结构上的措施，作用于图1电极设置的轴向力由中心杆33吸收。电极7几乎没有轴向负荷。

在可选择的实施方式中，环26还可以套筒式轴向加长构成。需要时可以通过这种加长产生将电极7完全装在内部的外壳。

在与依据图1带有平行和直线设置电极的电极设置相比相同轴向尺寸的情况下，在电极设置中也可以具有螺旋设置的加长单个电极或电极束，例如为了由于单个电极加长产生例如更高的电压。在这里与所示的附图相比，仅需将星形件30，31相对旋转。

图4以横截面示出电极设置的另一实施例。

在那里举例示出六个电极束35-40，带有各自十个简示的由电化学成分通流和/或者入流的单独件41，电极束35-40各自设置在共同外电极42-47的内部。该共同的外电极42-47在所示的截面中包围扇形段，其张开角在该实施例中约为60°。通过这种炊具式的几何形状可以提供依据图4所示圆柱体状结构的电化学电池，其中，为了彼此串联的电极束35-40的错接，外电极42-47位于对面的表面必须彼此电绝缘。为此，可以使用依据图3由电绝缘材料构成的支承装置，其中隔片轴向加长构成，特别是一直延伸到位于对面的端板。这种隔片48-53隔离外电极42-47，此外还用于机械支承，因为外电极42-47同样处于外壳内。

与上述实施例相应，连续并排的电极束交替装入端板的导电段一半内，并交替优选同样装入外电极或者此外电错接。这样，外电极42-47一半同时构成端板的导电段。

Claims (22)

1.一种电化学电池的电极设置，具有各自由多个并联电极(7)组成的多个串联电极束(1-6)，它们分别端侧固定并导电错接，其特征在于，电极束(1-6)各自端侧保持在共同端板(8)的彼此绝缘的导电段(10-12)内。

2.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，电极(7)彼此相隔。

3.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，段(10-12)为扇形段。

4.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，在一个段(10)内设置的两个相反极的电极束(1，2)导电连接。

5.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，第一端板(8)具有n个段，第二端板(9)具有n+1个段，其中n为整数。

6.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，段(10-12)通过不导电的隔片(17-19)彼此隔离。

7.按权利要求6所述的电极设置，其特征在于，隔板(17-19)辐条式一端固定在对着星形件(30)的中心(29)内。

8.按权利要求7所述的电极设置，其特征在于，星形件(30)隔片(17-19)的自由端由环(26)包围。

9.按权利要求8所述的电极设置，其特征在于，环套筒式轴向加长。

10.按权利要求7所述的电极设置，其特征在于，位于中心(29，32)对面的端板(8，9)通过中心杆(33)连接。

11.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，电极(7)直线和平行延伸设置。

12.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，电极螺旋设置。

13.按权利要求1所述的电极设置，其特征在于，电极束具有共同的外电极。

14.按权利要求13所述的电极设置，其特征在于，共同的外电极在横截面上包围扇形段。

15.按权利要求13所述的电极设置，其特征在于，多个并排的共同外电极构成一个圆设置。

16.按权利要求13所述的电极设置，其特征在于，并排外电极处于对面的表面彼此电绝缘。

17.按权利要求14所述的电极设置，其特征在于，两个共同外电极的扇形段相当于一个导电段。

18.按权利要求13所述的电极设置，其特征在于，电极束具有多个与外电极径向相隔的，与该电极束平行设置的电极。

19.用于前述权利要求之一所述电极设置的支承装置，其特征在于，由辐条式固定的两个星形件(30，31)的中心(29，32)通过中心杆(33)连接。

20.按权利要求19所述的支承装置，其特征在于，星形件(30，31)的隔片(17-19；20-23)的数量相差一个。

21.按权利要求19所述的支承装置，其特征在于，该装置由不导电的材料整体构成。

22.按权利要求19所述的支承装置，其特征在于，构成星形件的隔片(17-19)的自由端由环(26)包围。

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