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DE2743198C2 - Elektrische Batterie - Google Patents

Elektrische Batterie

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Publication number
DE2743198C2
DE2743198C2 DE2743198A DE2743198A DE2743198C2 DE 2743198 C2 DE2743198 C2 DE 2743198C2 DE 2743198 A DE2743198 A DE 2743198A DE 2743198 A DE2743198 A DE 2743198A DE 2743198 C2 DE2743198 C2 DE 2743198C2
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DE
Germany
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particles
cells
polystyrene
porosity
epoxy
Prior art date
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DE2743198A
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Frank Leonard Indianapolis Ind. Ciliberti jun.
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Duracell Inc USA
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PR Mallory and Co Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Batterie mit zumindest einer elektrochemischen Zelle, die mit Zwischenraum in einem äußeren Behälter fest verkapselt ist
Bei derartigen bekannten Batterien wurde der Zwischenraum zwischen der Zelle und ihrem äußeren Behälter mit Teersubstanzen wie Asphalt od. dgL ausgefüllt Die Aufgabe dieser Stoffe bestand darin, die elektrischen Zellen gegen Stöße und Vibrationen zu schützen, und zwar sowohl gegen Relativbewegungen untereinander wie auch bezüg&ci> ihres Behälters.
Durch das Aufkommen hermetisch dichter Zellen, die jeweils über eigene Ventiiationsmittei verfügen, wurden die zuvor genannten wünschenswerten Eigenschaften der obengenannten Füllstoffe zum Nachteil. Denn Zellen, die über eigene Ventilationsmittel verfügen und in festem Material verkapselt sind, können sich nicht mehr ausdehnen und deshalb auch keinen Druckausgleich vornehmen. Selbst dann, wenn überschüssiges Gas aus den Zellen entweichen könnte, würde es von dem angrenzenden festen Material blockiert
Diese Beeinträchtigungen kränen unter Umständen explosionsähnliche Folgen haben. Andererseits verlangen weiche Füllstoffe wie Pappe ein kostspieliges Zuschneiden und Verformen, oder es müssen große Vorräte fertiger Behälter verschiedener Größe und Form bereitgehalten werden. Hinzu kommt, das weiche Füllstoffe Relativbewegungen zwischen den Zellen nicht verhindern können, wenn Batterie plötzlichen starken Stoßbeanspruchungen ausgesetzt wird.
Durch die U3-PS 34 51 850 ist eine stoßgeschützte Batterie bekannt Sie besteht aus einem inneren Schaumkern, einem darauf gewickelter- dünnwandigen, elektromechanischen Stromerzeuger aus mehreren Schichten und aus einem äußeren Zylinder, der wiederum aus Schaumstoff besteht Diese Batterie weist keinen äußeren Behälter auf. Sie ist daher nur für spezielle Anwendungsfälle geeignet Auch ist die beschriebene Schaumstoffverpackung nicht geeignet, die Zelle innerhalb eines Behälters in einer definierten Position zu halten. Vielmehr wüde die weiche Lagerung der Zellen die Verbindung mit den nach außen geführten Anschlußpcien gefährden. Diese würden nämlich bei Bewegungen der Zellen hin- und hergebogen werden und nach einiger Zeit abbrechen.
Hiervon ausgehend, liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die eingangs besciii iebene Batterie dahingehend zu verbessern, daß die Zellen einerseits fest in ihrem äußeren Behälter verpackt sind, sie aber andererseits noch die Möglichkeit behalten, inneren Überdruck individuell abzulassen. Darüber hinaus soll der Füllstoff preisgünstig, leicht und universell verwendbar sein, sich durch geringes Gewicht, eine für das Abblasen der Zellen ausreichende Porosität auszeichnen und bei Umgebungstemperatur hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zwischenraum mit einer porösen Umhüllungsstruktur aus einer Vielzahl von Teilchen gefüllt ist, die haftend miteinander verbunden sind, wobei die Teilchen aus einem Material bestehen, das eine Druckfestigkeit von über 13 785 kN/m2 aufweist und die Struktur eine Porosität von mindestens 20% aufweist
Hierbei werden die Zellen zunächst mit genauer Endlage in dem äußeren Behälter positioniert, und die anschließende Fixierung der Zellen erfolgt in der Weise, daß der Zwischenraum mit einer Vielzahl der beschriebenen 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 bzw. den Zellen verhindert. Anschließend werden die einzelnen Teilchen dadurch aneinandergeheftet, daß man beispielsweise ein Lösungsmittel verwendet oder daß die Teilchen mit einer ausreichenden Klebstoffmenge vorbehandelt werden, so daß sie davon überzogen sind und die erwünschte zusammenhängende Umhüllungsstruktur bilden.
Der Korngrößengrenzwert der einzelnen Teilchen wird so gewählt, daß eine Porosität von zumindest 20% gesichert ist. Dadurch steht dem aus den Zellen entweichenden Gas ein ausreichender Durchtrittsweg zur Verfügung. Bei solchen Zellen, wo kein Abblasen zu berücksichtigen ist, sind die Hauptgesichtspunkte das geringe Gewicht und geringe Materialkosten des Füllstoffes. Es werden dann größere Teilchen verwendet, die ein größeres Hohlraumvolumen und infolgedessen geringeren Materialbedarf, geringeres Gewicht und geringere Kosten verursachen. Gleiches gilt, wenn der auszufüllende Raum relativ groß ist
Die Teilchen werden vorzugsweise aus solchen Werkstoffen hergestellt, die sich auf einfache Weise durch Suspensions-Polymerisation herstellen lassen, wie sie bei Kunststoffen, nämlich Polystyrol, Polymethyl-Methacrylat und Polyvinylchlorid bekannt ist Andere Kunststoffe wie Nylon, Polyethylen 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 Stoßdämpfung und Starrheit aufweist. Der gewünschte Härtegrad kann gemäß dem ASTM-Test D 695 bestimmt
werden, wobei sich eine Druckfestigkeit von mehr als 13 785 kN/m2 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 Polystyrol, 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 Schaden wie beispielsweise der Kontaktunterbrechung kommt.
Die Gestalt der Teilchen ist vorzugweise 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, spagettiähnliche 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 ger;3u vorbestimmte Menge zugeführt, 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 Aceton, η-Butyl-Acetat, Tetrahydrofuran, Toluol, Trichlorethylen, Cellosolve-Acetat, Cyclohexanon, Methylalkohol und Methylchloroform.
Die folgende Tabelle I gibt eine Aufstellung der für die vorgenannten Lösungsmittel geeigneten Kunststoffe.
Aus Tabelle I ergibt sich deutlich, daß Polystyrol 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 lösungsmittelresistent ist oder wenn ein Lösungsmittel den Behälterwerkstoff angreifen würde, wird eine andere Adhäsionsmethode verwendet, bei der die Teilchen mit einer ausreichenden Haftstoffmenge, beispielsweise Epoxydharz, 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.
Tabelle I
Lösungsmittel Geeignete Kunststoffe
Aceton Acryl, Polystyrol (PS), Celluloseacetat, Acrylnitrilbutadienstyren (ABS),
Nitrocellulose, Ethylcellulose, Celluloseacetat-Butyrat, Alkyd, Epoxy,
Vinylchloridacetat, Vinylacetat, Vinylbutyral
n-Butylacetat PS, ABS, Nitrocellulose, Ethylcellulose, Acryl, Alkyd, Epoxy,
Vinylchloridacetat, Vinylacetat, Vinylbutyral
Tetrahydrofuran (THF) PS, Acryl, Nitrocellulose, Ethylcellulose, Celluloseacetat,
Celluloseacetatbutyrat, Alkyd, Epoxy, Vinylchloridacetat, Vinylacetat,
Vinylbutyral
Toluol PS, Polyphenylenoxid, Äthylcellulose, Acryl, Alkyd, Vinylacetat
Trichlorethylen PS, Acryl, Polycarbonat, Polyphenylenoxid, ABS, Celluloseacetat
Cellosolveacetat PS, Acryl, Celluloseacetat, A BS
Cyclohexanon PS, Polyvinylchlorid (PVC), Celluloseacetat, Polycarbonat, ABS
Methylalkohol Vinylbutyral, Ethylcellulose, Nitrocellulose, Vinylacetat
Methylchloroform 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, Polyethylen, Polypropylen, Phenol, Tetrafluorethylen, 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 Polytetrafluorethylen 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 Kunststoli' verwendet werden, wobei die gleichen Voraussetzungen hinsichtlich der TeilchengröD 2 (Porosität von zumindest 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 werden können, finden sich in dem Buch »Modem Plastics Encyclopedia«, 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 Il wiedergegeben.
Tabelle II Haftmittel Geeignete Kunststoffe
Elastomere Neopren Nitril
Urethan Styrenbutadien
Thermoplastische Harze
Polyvinylacetat Acryl
Cellulosenitrat
Aushärtendes Kunstharz Resorcin, Phenolresorcin Epoxy
Cyanoacrylat Phenol-polyvinylbutyral
Polyester
Nylon, Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Phenol Acetal, Cellulose (Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat und Cellulosenitrat), Polyvinylchlorid (PVC), Diallylphthalat, Epoxy, Melaminphenol, Polyesterfiberglas Cellulose, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, PVC, Phenol, Polyethylenterephthalat Polymethyl-Methacrylat, Polystyrol
PVC
Polymethyl-Methacrylat, Polystyrol, PVC Cellulose, Ethylcellulose Nylon, Tetrafluorethylen (mit Oberflächenbehandlung) Acetal, Nylon, Polyethylen und Polypropylen (mit Oberflächenbehandlung), Tetrafluorethylen (mit Oberflächenbehandlung), Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Polyesterfiberglas Nylon, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Phenol Polyethylen und Polypropylen (mit Oberflächenbehandlung), Polystyrol, Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Phenol, Polyesterfiberglas Nylon, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, PVC, Diallylphthalat, Epoxy, Melamin, Phenol, Polyesterfiberglas, Polyäthylenterephthalat Verschiedene
Vernetzter Gummi (auf Polyethylen und Polypropylen (mit Oberflächenbehandlung) Wasserbasis — natürlich oder synthetisch) Harzemuision PVC
(auf Wasserbasis)
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 F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Batterie mit mehreren darin eingebetteten Zellen und F i g. 2 und 3 verschiedene Möglichkeiten, wie die Füllstoffteilchen angeordnet sein können.
Beispiel I
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 aufeinandergestapelt und in Serie geschaltet Ihre elektrische Verbindung untereinander erfolgt durch einen Metallstreifen 18, der an die Bodenplatte (negative 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 Oberdruck abblasen sollen. Die Unteriagscheiben 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 Unteriagscheiben begrenzten Zylinderräume 19 und 20 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 Vohimen 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 Poh/styrolkügelchen 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 F i g. 2 ergeben die größte Porosität, wenn man vollkommenen Kontakt von Kugel zu Kugel zugrunde legt. Die Konfiguration gemäß F i g. 3 ergibt die geringstmögliche Porosität. Je kleiner die durchschnittliche Größe der Teilchen oder der Kugeln ist, desto größer ist ihre Tendenz, sich entsprechend der Konfiguration nach F i g. 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 Zuammenrutschen neigen. 1 ü
Sodann werden etwa 60 ml Aceton in den Behälter 10 eingegossen, und zwar über die Polystyrolkügelchen 26. Das Aceton 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 Aceton 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/SO2-Zellensystemen), 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.
Beispiel II ff
Eine Batterie, die ähnlich wie in Beispiel I aufgebaut ist, wird unter Verwendung von 3 mm starken Nylonkügelchen anstelle der Polystyrolkügelchen von Beispiel I hergestellt. Da Nylon durch Aceton 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. 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 I, wo ein Lösungsmittel verwendet wurde. Die erstarrte Struktur aus den 5,
Nylonkügelchen hat im wesentlichen auch dieselben mechanischen Eigenschaften wie die Polystyrolstruktur im 35 | Beispiel I.
Es ist für den Durchschnittsfachmann selbstverständlich, daß ein breites Spektrum an Stoffen, insbesondere Kunststoffen, an Lösungsmitteln und/Oder an riafimütein verwendet werden kann, urn die Erfindung sm oben beschriebenen Sinne zu verwirklichen. S
Die Ummantelungstechnik kann bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur durchgeführt werden, was den weiteren Vorteil hat, daß die Zellen gefahrlos verkapselt werden können, wohingegen die Epoxy-Verkapselung hohe Temperaturen erfordert, damit das Epoxid fließfähig bleibt und die Teile vollständig umgibt Da die poröse Art der erfindungsgemäßen Umhüllung auch große Gewichtseinsparungen hat sie wiegt weniger als die Hälfte bisheriger Epoxidumhüllungen, und da das poröse Material, insbesondere Polystyrol, nur ein Fünftel des üblicherweise verwendeten Epoxids kostet, eignet sich die Erfindung hervorragend für die Ummantelung von Zellen, die außergewöhnlicher Beanspruchung ausgesetzt sind, welche eine weiche Verpackung nicht überstehen würde.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
50

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Elektrische Batterie mit zumindest einer elektrochemischen Zelle, die mit Zwischenraum in einem äußeren Behälter fest verkapselt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum mit einer porösen Umhüllungsstruktur aus einer Vielzahl von Teilchen (26) gefüllt ist, die haftend miteinander verbunden sind, wobei die Teilchen (26) aus einem Material bestehen, das eine Druckfestigkeit von über 13 785 kN/m2 aufweist und die Struktur eine Porosität von zumindest 20% aufweist
2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (26) aus Polystyrol bestehen.
3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (26) etwa kugelförmig Find,
ίο
4. Batterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (26) einen Durchmesser von etwa 3 mm aufweisen.
DE2743198A 1976-10-01 1977-09-26 Elektrische Batterie Expired DE2743198C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/728,671 US4053691A (en) 1976-10-01 1976-10-01 Porous light weight battery filler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2743198A1 DE2743198A1 (de) 1978-04-06
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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2743198A Expired DE2743198C2 (de) 1976-10-01 1977-09-26 Elektrische Batterie

Country Status (13)

Country Link
US (1) US4053691A (de)
JP (1) JPS5343840A (de)
AU (1) AU511819B2 (de)
BE (1) BE859226A (de)
CA (1) CA1077134A (de)
CH (1) CH621987A5 (de)
DE (1) DE2743198C2 (de)
FR (1) FR2366706A1 (de)
GB (1) GB1583900A (de)
IL (1) IL52755A (de)
IT (1) IT1085047B (de)
NL (1) NL7710714A (de)
SE (1) SE7710968L (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179545A (en) * 1978-05-25 1979-12-18 P. R. Mallory & Co. Inc. Battery with protectively jacketed female terminal
US4418127A (en) * 1981-11-23 1983-11-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Battery cell module
JPS59117059U (ja) * 1983-01-28 1984-08-07 富士電気化学株式会社 集合電池
JPS59180963A (ja) * 1983-03-30 1984-10-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 即用式鉛蓄電池及びその製造方法
JPS59180964A (ja) * 1983-03-30 1984-10-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 即用式鉛蓄電池及びその製造方法
DE3772099D1 (de) * 1986-05-20 1991-09-19 Sanyo Electric Co Geschlossene zelle mit sicherheitsventilanordnung und verfahren zu ihrer herstellung.
DE8620714U1 (de) * 1986-08-01 1986-11-20 C. & E. Fein GmbH & Co KG, 70176 Stuttgart Sterilisierbare Batterie
US4842965A (en) * 1986-09-27 1989-06-27 Hitachi Maxell, Ltd. Non aqueous electrochemical battery with explosion proof arrangement and a method of the production thereof
US6270920B1 (en) * 1998-03-19 2001-08-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery module and container for battery module
DE10340973A1 (de) * 2003-09-05 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Batteriepack
NL1025608C2 (nl) * 2004-03-01 2005-09-08 Exide Technologies Nederland B Accuhouder.
US20070259258A1 (en) * 2006-05-04 2007-11-08 Derrick Scott Buck Battery assembly with temperature control device
AT509573B1 (de) * 2010-02-25 2012-01-15 Norman Neuhold Akkumulatoreinheit
EP4243143A3 (de) 2017-02-08 2023-11-01 Elkem Silicones USA Corp. Sekundärbatteriepack mit verbesserter thermischer verwaltung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1159883A (fr) * 1956-10-18 1958-07-03 Mors Electricite Matériau de remplissage pour immobiliser les parties mobiles d'un appareil à l'intérieur d'un emballage
FR1169139A (fr) * 1957-03-07 1958-12-23 Rayonne Soc Ind Pour La Perfectionnements aux garnitures des plateaux d'emballage pour fruits
FR1437194A (fr) * 1965-06-15 1966-04-29 Mode d'emballage ou de positionnement des objets les plus divers
FR1519696A (fr) * 1967-02-06 1968-04-05 Accumulateurs Fixes Générateur électrochimique à faible énergie d'impact
US3515267A (en) * 1968-02-05 1970-06-02 Parke Davis & Co Package comprising space stuffer means comprising free flowing bodies in flexible bag means
US3536190A (en) * 1968-08-09 1970-10-27 Willcox & Gibbs Inc Protective package and method of making same
US3913298A (en) * 1972-06-29 1975-10-21 Grace W R & Co Method of packaging
NL7306715A (de) * 1973-05-15 1974-11-19

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