DE335242C - Elektrode fuer elektrische Zellen, insbesondere Akkumulatoren - Google Patents

Description

Besonders bei alkalischen Akkumulatoren, aber in gewissen Fällen auch bei Bleisammlern, werden die Elektroden mit einem durchlöcherten, die wirksame Masse enthaltenden metallenen Gehäuse ausgeführt. Die einfachste Ausführung dieser Elektroden ist selbstverständlich eine Anordnung, bestehend aus zwei dünnen, flachen, durchlöcherten Platten, welche die wirksame Masse zwischen sich halten. Da aber die wirksame Masse infolge ihres feinverteilten Zustandes den Elektrolyten kräftig aufsaugt und dabei eine große Neigung zum Quellen hat, müssen diese beiden Schutzplatten in irgendeiner Weise zusammengehalten werden. Außer diesen flachen Elektroden haben auch rohrförmige Elektroden Verwendung gefunden.

Bei den flachen Elektroden, wie sie bisher ausgeführt worden sind, scheint der Zellenraum erheblich besser ausgenutzt werden zu können

ao als bei den rohrförmigen Elektroden. Da jedoch auf Grund des obengenannten Quellens der Masse die Elektroden niemals eine vollständig flache Form annehmen können, wird auch nicht der Zellenraum bei derartigen Elektroden völlig

as ausgenutzt. Taschen dieser Art nehmen somit unter der Einwirkung des Elektrolyten eine elliptische Form an, wie in Fig. 1 der beigeschlossenen Zeichnung veranschaulicht ist, und infolgedessen kann der Zellenraum bei derartigen Elektroden nicht nennenswert besser ausgenutzt werden als bei Elektroden mit rohrförmigen Taschen kreisförmigen Querschnitts gemäß Fig. 2.

Bei Elektroden nach vorliegender Erfindung werden flache Taschen oder Behälter verwendet, aber diese werden mit den breiten Seiten einander gegenüber angeordnet, wie aus Fig. 3 ersichtlich, und nicht mit den breiten Seiten nach außen gerichtet, wie bei den obengenannten Elektroden gemäß früherem Vorschlag. Hierdurch werden viele und große Vorteile gewonnen. · Erstens sei hervorgehoben, daß das von der Elektrodenplatte beanspruchte Volumen gut ausgenutzt werden kann, indem die betreffenden Behälter verhältnismäßig dünn gemacht werden, Wenn z. B. die Stärke h der Behälter 2 mm ist, während die Breite b der Behälter 8 mm beträgt, so werden 94,6 Prozent des von den Elektroden beanspruchten Raumes ausgenutzt, wogegen bei Elektroden, die nach den Fig. 1 und 2 ausgeführt sind, der entsprechende Wert nur 78,6 Prozent ist.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, daß der Abstand zwischen dem leitenden metallenen Gehäuse und dem entferntesten Massenpartikel erheblich vermindert werden kann durch Vermindern der Stärke k der Behälter, _ ohne daß dabei die Elektrodenstärke δ irgendeiner Veränderung bedarf, wodurch der Spannungsabfall herabgesetzt werden kann.

Ferner bieten derartige Elektroden einen bedeutenden Vorteil bei der Herstellung, indem

die Behälter aus Rohren mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt werden können, welche zunächst mit wirksamer Masse gefüllt und alsdann durch Walzen oder Pressen zusammengedrückt werden, so daß sie einen langgestreckten Querschnitt erhalten. Infolge der dabei stattfindenden Volumenverminderung wird eine starke Zusammenpressung der wirksamen Masse und somit ein guter Kontakt erreicht, ohne daß ίο die Masse von Anfang an in den Behälter unter Verwendung von Druck hineingepackt zu werden braucht.

Was die konstruktive Ausführung anbelangt, so kann das Metallgehäuse mit Vorteil zusammengefalzt werden, wobei das öffnen der Falze durch die Pressung der Behälter gegeneinander verhindert wird. Fig. 4 und 5 veranschaulichen j verschiedene Verfahren des Zusammenfalzens i der Behälter. Bei.der Anordnung nach Fig. 4 , ist jeder Behälter an sich mit einem Falze ! zusammengefalzt, während nach Fig. 5 das ' Gehäuse in Form des Bildes einer 8 umgebogen . und mittels zweier Falze befestigt ist. Die erste j Anordnung ist einfacher und leichter auszu- j führen als die letztere.

Statt die Behälter zu falzen, kann man sie auch zusammennieten. Gegebenenfalls kann die Verbindung zwischen den Kanten des Bleches dadurch vermieden werden, daß die Behälter mit einem geeigneten, äußeren Verband in der Form von auf die Behälter gesteckten Ringen o. dgl. versehen werden. Bei der Zu- | sammensetzung einer Mehrzahl von Behältern ! - - zu einer Elektrode ist es von großer Bedeutung, ! daß die Behälter in solcher Weise zusammengehalten werden, daß eine Ausdehnung der- j selben infolge des Quellens der wirksamen ''■ Masse unter der Einwirkung des Elektrolyten \ . ausgeschlossen ist. Zu diesem Zweck werden j 40" die Behälter α zweckmäßig zwischen zwei längs- ' verlaufenden Schienen c angebracht, wie aus j Fig. 3 ersichtlich, welche Schienen durch Quer- j streben oder Verbände in einem bestimmten i -- gegenseitigen Abstande gehalten werden, oder j +5 es werden die Behälter mittels um die Elek- j troden verlaufender Verbände, z. B. in der Form von über sämtliche Behälter der Elektrode aufgesteckten, ringförmigen Bändern zu- _ sammengehalten.

Fig. 6 bis 8 zeigen eine zweckdienliche Aus- j führungsform der Elektrode gemäß der Erfin- [ dung, wobei Fig. 6 die Elektrode in Seitenansicht zeigt, während Fig. 7 und 8 dieselbe im Längsschnitt bzw. Querschnitt darstellen. Die Behälter sind hier in einem als festen Rahmen j gebauten Halter angebracht, welcher aus zwei längsverlaufenden Schienen c von U-förmigem Querschnitt und am zwei querlaufenden Schienen ä besteht, welche die Enden der Behälter aufnehmen. Diese Schienen sind an den Eckpunkten miteinander zusammengenietet, so daß ! die Behälter α vermittels der Schienen c fest j aneinandergepreßt werden, wobei die Seiten-I schienen ä, den bei der Quellung der wirksamen \ Masse entstehenden Druck aufnehmen. Bei I langen Behältern werden zweckmäßig Leisten e angeordnet, um die Verbiegung der Schienen c an den Nieten zu verhindern. Statt der Leisten e können durch an den- Behältern vorgesehene Löcher geführte und mit den Schienen c fest verbundene querlaufende Bänder oder Drähte verwendet werden. Die letztgenannte Anordnung hat auch den Vorteil, daß die Bänder ; oder Drähte der Elektrode eine gewisse seitliche Steifigkeit erteilen und die einzelnen Behälter an seitlicher Verschiebung verhindern. Die Versteifung der beiden Schienen c kann auch.unter Zuhilfenahme anderer Elektroden innerhalbderselben Zelle bewirkt werden, indem die Elektroden abwechselnd mit den Behältern in liegender und aufrechtstehender Lage angeordnet werden, wobei die Behälter in den zu beiden Seiten einer Elektrode liegenden anderen Elektroden querlaufende" Streben bilden, welche hinsichtlich des Zusammenhaltens der Behälter derselben Aufgabe Rechnung tragen wie die Schienen oder Leisten d und $. . .

Eine Anordnung dieser Art ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Fig. 9 zeigt einen senkrechten und Fig. 10 einen horizontalen Schnitt durch zwei Paare von Elektroden. Die positive Elektrode p ist von - dem angegebenen Typ, während die negative Elektrode η aus einer Anzahl flacher Behälter zusammengesetzt ist, die einen rechteckigen Schnitt haben und mit den Schmalseiten aneinander stoßen. Die Behälter der negativen Elektroden sind quergerichtet zu den Behältern der positiven Elektroden angeordnet und die oberen und unteren Kanten sind so geformt, daß sie Flanschen bilden, zwischen denen Metallstreifen m, die den Schienen c in Fig. 6 und 7 entsprechen, so angeordnet sind, daß die Behälter der positiven Elektroden fest zusammengehalten werden. Zwischen die Metallstreifen m und den jeweiligen oberen und unteren Behälter der positiven Elektrodengruppen sind Platten 0 aus isolierendem Material eingefügt. Die positiven und negativen Elektroden sind ferner durch vertikale Stangen I aus Glas oder anderem isolierenden Material voneinander isoliert. In dieser Weise bilden die negativen Elektroden Versteifungen für die positiven Elektroden, die den Versteifungen e in Fig. 6 und 7 entsprechen.

Das Schließen der Enden der Behälter geschieht zweckmäßig durch Zusammendrücken der Enden von entgegengesetzten Seiten, wobei zunächst ein T-förmiger Teil f eingeführt wird, wie aus Fig. 8 hervorgeht, weicher Teil dann die Behälter an den Seitenschienen d festhält, iao deren Kanten zu diesem Zweck umgebogen sind, , wie aus Fig. 8- ersichtlich. In gleicher -Weise.

sind die Enden der Schienen c von den Seiten zusammengedrückt und in den Schienen d eingeführt.

Um eine gute Zirkulation des Elektrolyten zu erzielen, ohne die Stärke der Platten zu vermindern, sind in den aneinanderliegenden Seiten der Behälter Nuten g eingepreßt, welche zweckmäßig gerade einander gegenüber angeordnet sind, so daß zwischen den Behältern Kanäle

ίο gebildet werden. Durch diese Kanäle kann der Elektrolyt nach den inneren Teilen der Behälter eindringen, da auch die Wände der Kanäle durchlöchert sind. Die Behälter können auch mit längslaufenden, gepreßten Erhöhungen und Vertiefungen k versehen werden, wie aus Fig. 10 ersichtlich, welche ineinander derart einpassen, daß die Behälter am seitlichen Verschieben verhindert werden. Diese Erhöhungen und Vertiefungen werden zweckmäßig gleich-

ao zeitig mit der oben beschriebenen Zusammen- I pressung der mit wirksamer Masse gefüllten ^! Behälter hergestellt. :

Claims (12)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrode für elektrische Zellen, insbesondere Akkumulatoren,,welche aus einer Anzahl von in einem geeigneten Halter (c, d, β) angebrachten flachen, durchlöcherten, wirksame Masse enthaltenden Behälter (d) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (a) mit den breiten Seiten aneinanderliegend, angeordnet sind.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (a) durch eine Anordnung (c, d, e) zusammengehalten werden, welche derart beschaffen ist, daß sie eine Ausdehnung der Behälter (a) infolge Quellung der wirksamen Masse verhindert.

3. Elektrode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (a) zwischen längslaufenden Schienen (c) festgehalten werden, welche durch querlaufende Streben (d, e) oder Verbände in einem gewissen gegenseitigen Abstand gehalten werden.

4. Elektrode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (a) durch um die Elektrode verlaufende Querbänder zusammengehalten werden.

5. Elektrode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (a) von zwei querlaufenden Schienen (d) zusammengehalten werden, welche mit den Enden der Behälter in Eingriff stehen und dadurch gleichzeitig eine seitliche Verschiebung der Behälter verhindern.

6. Elektrode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längslaufenden Schienen (c) in gewissem gegenseitigen Abstand gehalten werden mittels querlaufender Bänder oder Drähte, die durch an den Behältern («) vorgesehene Löcher geführt sind.

7. Elektrode nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (β) in einem festen Rahmen angebracht sind, welcher zwei längslaufende Schienen (c) umfaßt, zwischen welchen die Behälter unter einem gegen die Seiten der Behälter wirkenden Drucke mit Zuhilfenahme zweier querlaufender Schienen [d) zusammengehalten werden, welche mit den Enden der Behälter in Eingriff stehen und dieselben festhalten.

8. Elektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung von in den breiten Seiten der Behälter (a) eingepreßten, querlaufenden Kanälen (g), welche bestimmt sind, die Zirkulation des Elektrolyten zu erleichtern.

9. Elektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in den breiten Seiten der Behälter (a) vorgesehene, längslaufende Erhöhungen und Vertiefungen (k), welche derart gegeneinander pressen, daß eine seitliche Verschiebung der Behälter verhindert wird.

10. Zellen, welche mit Elektroden nach den Ansprüchen 1 und 2 versehen sind, go gekennzeichnet durch die Anordnung, daß die Behälter (ft) einer Elektrode mittels der Behälter (n) anderer Elektroden festgehalten werden, indem die letzteren Versteifungen für die Anordnung bilden, zwischen welchen die Behälter in der erstgenannten Elektrode festgehalten werden.

11. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter [a) aus abgeplatteten zylindrischen Blechrohren bestehen.

12. Verfahren zur Herstellung von Elektroden der im Anspruch 1 angegebenen Art, dadurch gekennzeichnet, daß rohrförmige Behälter kreisförmigen Querschnitts mit wirksamer Masse gefüllt und dann zusammengepreßt werden, so daß sie einen langgestreckten Querschnitt erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

serum, gedruckt in der reichsdruckerei.