DE2317664A1 - Verschlusstopfen fuer elektrische akkumulatoren - Google Patents

Description

• Verschlußstopfen für elektrische Akkumulatoren Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß stopfen für elektrische Äkkumulatoren, beispielsweise Bleibatterien, die während ihres Betriebes Gase abgeben, wobei mitgeführte Elektrolyttropfen austreten können.
• Wenn ein Bleiakkumulator aufgeladen wird, kann es unter gewissen Voraussetzungen zu einer Gasentwicklung kommen, bei der sich Wasserstoffgas an der negativen Elektrode und Sauerstoffgas an der positiven Elektrode bildet. Die Voraussetzungen, unter denen eine Gasentwicklung eintritt, ergeben sich in der Regel bei jedem Aufladevorgang. Außerdem kann es zu einer gewissen Gasejitsioklung bei Selbstentladung kommen, auch wenn der Akkumulator nicht arbeitet; weiter kann beim Aufladen entwickeltes Gas freiwerden während der Entladung oder der Ruhe.
• Die auf diese Weise entwickelten Gase müssen die Batterie -verlassen können; dies erfolgt in der Regel durch die Öffnung die zum Auffüllen des Elektrolyten benutzt wird. In diese Öffnung setzt man im allgemeinen einen mit kleinen Durch trittsöffnungen versehenen Stopfen ein, so daß das Gas entweichen kann. Das Gas führt aber auch Elektrolyttropfen mit sich. Diese Tropfen müssen von dem Gas abgeschieden und wieder in die Batterie zurückgeleitet werden.
• Man hat schon auf unterschiedliche Weise versucht, einen Verschlußstopfen zu schaffen, der die mit dem Gas mitgeführte J#Lektrolytflu.ssigkeit abscheidet und in die Batterie zurückleitet, ohne den Austritt des Gases zu verhindern.
• Eine bekannte Maßnahme besteht darin, den Stopfen als hohlen Zylinder mit kleinen Öffnungen in dem oberen und unteren kreisförmigen Boden auszubilden. Dieser Zylinder wird mit kleinen Kugeln, beispielsweise aus Kunststoff oder Glas, gefüllt. Die Elektrolyttropfen werden an diesen Kugeln aufgefangen und sammeln sich zu größeren Tropfen an, die dann zurück in die Zelle ablaufen. Dieser Verschlußstopfen ist zwar einfach, er arbeitet jedoch nicht in vollem Umfange zufrieden stellend, da die Gefahr besteht, daß eine geringe Menge kleiner Tropfen den Verschlußstopfen nach außen verlassen kann ohne aufgefangen zu werden, und außerdem kann der Verschlußstopfen bei starker Überladung mit dem Elektrolyten übersättigt werden. Xaehaatch andere-Arten von Labyrinthführungen für das durch aen Verschlußstopfen austretende Gas verwendet.
• such hat man mehr oder weniger komplizierte Ventilanordnungen in Verbindung mit solchen Labyrinthführungen benutzt, wie beispielsweise in der britischen Patentschrift 836 944 beschrieben ist. Eine andere Mabnahme-zur-Lösung dieses Problems wird in der U#A-Patentschrift 3 466 199 aufgezeigt.
• Der hier beschriebene Stopfen ist mit einer mikroporösen Scheibe versehen, durch die das Gas hindurchtreten muß, ehe es die Batterie verlassen kann. Die Gefahr der Verstopfung einer solchen Scheibe durch Uberbelastung mit dem blektro- -lyten ist jedoch sehr groß, und in der vorerwähnten Patentschrift werden daher mehrere verschiedene Anordnungen beschrieben, aeren man sich bedienen kann, um zu verhindern, daß die Elektrolytflussigkeit in zu großen Mengen die Scheibe erreicht.
• Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Verschlußstopfen anhaftenden, vorstehend beschriebenen hachteile zu vermeiden, und einen Verschlußstopfen zu schaffen, bei dem bei einfacher Herstellungsmöglichkeit einerseits eine einen freien Gasabzug verhindernde Verstopfung unterwunden ist, und andererseits eine zuverlässig Abscheidung und Rückführung der Slektrolytflüssigkeit in die Batterie gewährleistet ist.
• Diese Aufgabe wird wrfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Verschlubstopfen eine einlage aus einem parallele, senkrechte oder annähernd senkrechte Durchtrittskanäle bildenden Band aus einem mikroporösen# Material angeordnet ist.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus-den Unteransprüchen und aus der Beschreibung.
• Dadurch, daß das Gas bei seinem Austritt aus der Batterie durch Durchtrittskanäle mit mikropoösen senkrechten Wänden hindurchtreten muß, wird ein sehr guter flüssigkeitsansammelnder Effekt erzielt, da die Blüssigkeitstropfen, diein Berührung mit den Wänden gelangen, unmittelbar von diesen aufgefangen werden. Die miroporöse Struktur der Durchtrittskanäle läßt eine hohe Blüssigkeitsbelastung zu, ohne den Gasaustritt zu behindern. Das mikroporöse Material kann vorzugsweise hydrophil sein, wodurch die Flüssigkeitsaufnahmefähigkeit bedeutend erhöht wird. Das hydrophile Material kann zum größeren oder kleineren Teil so behandelt werden, daß es hydrophob wird. PUr eine solche Befindlung kann beispielsweise eine Auflage aus einer dünnen Schicht von Partikeln aus Polytetrafluoräthylen verwendet werden. Der Stopfen kann als hohler Zylinder ausgeführt sein, und das mikroporäse Baterial besteht aus einem dünnen Band, das um einen Kern herumgewickelt und in den Zylinder eingesetzt ist. Um sicherzustellen, daß jeder Blüssigkeitstropfen in Berührung mit den mikropowsen Durchtrittskanälen kommt, kann man in den Kanälen riegelartige, schräg liegende Stege anordnen, die das Gas zwingen, von einer senkrechten Bewegungsrichtung abzuweichen.
• Wenn die riegelartigen Stege aus dem gleichen mikroporösen Material wie das Band bestehen, verbessert sich die Möglichkeit für das Auffangen eines jeden Flüssigkeitstropfens.
• Ein auf diese Weise hergestellter Verschlußstopfen besitzt eine sehr gute Fähigkeit, Tropfen, die dem nach außen drängenden Gas folgen, abzuscheiden. Dadurch, daß das Gas völlig off; je Durchtrittskanäle passieren kann, ist der Druckabfall in dem Stopfen sehr gering, und das Gas kann den Akkumulator ohne Behinderung verlassen. Durch die senkrechte Anordnung der Durchtrittskanäle rinnt die in den Wänden aufgenomme oder auf ihrer Oberfläche aufgefangene Elektrolytflüssigkeit nach unten in den Stopfen und kann dort von dem mikroporösen Material abtropfen und in die Zelle zurückgelangen.
• Wenn auch die Stopfen gemäß der Erfindung die Fähigkeit haben, große Flüssigkeitsmengen aufzunehmen, besteht auch hier eine, wenn auch geringe Gefahr einer Uberbelastung. Um dies zu verhindern, kann der Stopfen in seinem unteren Bereich mit einer an sich beliebigen Grobabscheidevorrichtung versehen werden, die die größten Fliissigkeitstropfen auffängt und sie daran hindert, in Berührung mit dem mikroporösen Material zu gelangen. Eine geeignete Maßnahme hierfür besteht darin, unten im Stopfen eine kleine Schicht kleiner Kugeln, wie sie vorher beschrieben wurden, anzuordnen.
• Die Erfindung bezieht sich nicht ausschließlich auf Bleiakkumulatoren; sie kann auch bei allen Arten von Akkumulatoren Verwendung finden, die auf diese Weise ventiliert werden müssen. Es ist lediglich erforderlich, für die Gasdurchtrittskanäle geeignetes Material zu wählen, das dem Mektrolyten und den entwickelten Gasen widerstehen kann, ohne zerstört zu werden.
• imine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, und es bedeutet: Fig. 1 Ansicht eines Stopfens gemäß der Erfindung, Fig. 2 Schnitt gemäß Linie A-B der Fig. 1,-Fig. 3 Schnitt gemäß Linie C-D der Fig. 2 und Fig. 4 das mikroporöse Band in abgewickeltem Zustand.
• Wie die Fig. 1 zeigt, ist der Verschlußstopfen als Zylinder ausgebildet. Gemäß Fig. 2 weist der Verschlubstopfen eine zylindrische, als Umhüllung dienende Wandung 1 auf, in die ein spiralförmig aufgewickeltes Band 3 aus mikroporösem material eingesetzt ist, das senkrechte surchtrittskanäle 2 für das den Akkumulator verlassende Gas bildet. Das Banu 3 ist um einen mittig in dem Verschlußstopien liegenden Kern 4 aus massivem Material gewickelt. Zur hbscheidung größerer Tropfen sind kleine Kugeln aus Glas oder Kunststoff im unteren Bereich 5 des Verschlußstopfens angeordnet. Die Fig. 4 zeigt das die ijurchtrittskanäle 2 bildende Band 3 aus mikroporösem lEaterial in abgewickeltem Zustand. Das Band 3 ist mit riegelartigen Steten 6 versehen, die schräg gerichtet sind. Die lmeigung der Stege 6 ist zweckmäßigerweise so gehalten, daß wenigstens ein Steg 6 geschnitten wird durch eine parallel zu einer Längskante des Bandes liegenden Linie. Die Stege 6 können aus gleichem Material wie das Band 3 oder aus einem anderen geeigneten Material bestehen.

Claims (7)

Ansprüche

1. Verschlußstopfen für elektrische Akkumulatoren, beispielsweise Bleibatterien, der mit einem Gasaustritt gestattenden Durchtrittsöffnungen versehen ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Verschlußstopfen eine Einlage aus einem parallele, senkrechte oder annähernd senkrechte Durchtrittskanäle (2) bildenden Band (3) aus einem mikroporösen Material angeordnet ist.

2. Verschlußstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (3> einen spiralförmig um einen Kern (4) gewickelten zylindrischen Körper bildet.

3. Verschlußstopfen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mikroporäse Band hydrophil ist.

4. Verschlußstopfen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Iurchtrittskanälen (2) zugekehrten Oberflächen des Bandes (3) ganz oder teilweise hydrophob sind.

5. Verschlußstopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (2) schräg gerichtete riegelartige Stege (6) besitzen.

6. Verschlußstotfen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die riegelartigen Stege (6) aus mikroporösem Material bestehen.

7. Verschlußstopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich (5) des Verschlußstopfens eine Abscheidevorrichtung zum Abfangen größerer Flüssigkeitspartikel angeordnet ist. Leerseite