DE3435913C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren mit einem Träger entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits bekannt, die Bleipole von Akkumulatoren des sauren Systems mit Einlagen aus einem besser stromleitenden und zugleich härteren Metall als Blei, beispielsweise Kupfer, zu versehen und eine solche Einlage auch auf die Polbrücke auszudehnen. Es ist auch bekannt, bei Bleiakkumulatoren die negativen Elektroden mit Träger- oder Leitgerüsten aus einem für diese Zwecke besser geeigneten Material auszustatten. So weisen aus der DE-PS 22 41 368 bekannte Elektroden eine Armierung aus Kupfer-Streckmetall auf. In der DE-PS 25 00 977 wird ein mit Ausnehmungen versehenes Metallblech aus Kupfer oder Aluminium vorgeschlagen, wobei dieses Blech nach Zuschnitt und Anordnung der Löcher allein auf die Stromableitungsfunktion hin optimiert ist, während zum Festhalten der aktiven Masse eine besondere Rahmenkonstruktion aus Kunststoff vorgesehen ist. Bei einer Gitterplatte gemäß US-PS 13 69 353 sind aus einem ebenfalls ebenen Metallblech von beiden Seiten her abwechselnd Löcher ausgedrückt und diese mit unregelmäßigen kronenartigen Umrandungen aus dem verdrängten Material umgeben. An diesen ist eine Verankerung des aktiven Elektrodenmaterials möglich. Eine ähnliche, perforierte Akkumulatorenplatte ist der FR-PS 8 89 184 entnehmbar, jedoch sind dort die Randerhebungen glatt und von regelmäßiger, konischer Gestalt. Bei einer Trägerplatte des gleichen Typs gemäß US-PS 17 52 963 schließlich sind die beidseitigen gelochten Erhebungen glatt und zylindrisch. Nach dem Pastieren wird diese Platte zu einer Tasche mit darin eingeschlossenem aktiven Material gefaltet, wobei die Erhebungen die beiden Wände auf Distanz halten. Die fertige Elektrode weist dadurch eine Mehrschichtenstruktur auf, in der Lagen von aktiver Masse und Gerüstmaterial einander abwechseln.

Selbstverständlich werden alle derartigen Gitterplatten, soweit sie aus anderen Metallen als Blei hergestellt sind, vor der Masseaufbringung durch Pastieren dicht verbleit. Eine vorausgehende Verzinnung ist dabei zweckmäßig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren mit einer Fremdmetalleinlage anzugeben, die gleichermaßen den Erfordernissen einer guten Stromableitung und einer guten Haftgrundlage für die Bleipaste gerecht wird, die mechanisch stabil ist, dabei eine unmittelbare kraftschlüssige Verbindung zwischen dem gut leitenden Grundmetall und einer aus dem gleichen Metall bestehenden Polbrücke ermöglicht und von einer Pastiermaschine problemlos bearbeitet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Ein besonders vorteilhaftes Ausgangsmaterial für die erfindungsgemäße Elektrodenplatte ist ein Kupferband. Die Gestaltung des Bands zu dem erfindungsgemäßen Trägergerüst, der sich noch eine Verbleiung anschließt, wird anhand der Fig. 1 bis 4 verdeutlicht.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäß vorgelochtes Kupferband in einem Ausschnitt;

Fig. 2 zeigt den gleichen Ausschnitt nach der erfindungsgemäßen Umgestaltung;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des Trägergerüsts gemäß der Erfindung;

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Trägergerüst.

Das Kupferband 1 nach Fig. 1 ist so vorgelocht, daß die Löcher 2 eine regelmäßige dichte Anordnung bilden und jedes Loch von 6 anderen Löchern gleichmäßig umgeben ist, indem die Abstände aller Lochmitten untereinander gleich sind. In diesem Fall liegt eine zentrosymmetrische Anordnung der Löcher vor.

Durch ein entsprechendes Werkzeug werden die Löcher nunmehr geweitet und die Ränder aus der Bandebene herausgebördelt, so daß um sie herum gemäß Fig. 2 trichterförmige Erhebungen 3 entstehen. Die Bördelung erfolgt in entgegengesetzten Richtungen, wobei das Werkzeug so eingerichtet ist, daß die Erhebungen in Reihen angeordnet sind, und zwar derart, daß von zwei nebeneinanderliegenden Reihen die eine nur von oberhalb der Bandebene liegenden und die andere nur von unterhalb der Bandebene liegenden Erhebungen gebildet wird. Die gegenseitigen Abstände der Erhebungen oder Krater bzw. Öffnungen sind so gering, daß ihre Wandungen wie es die Fig. 3 an einem Längsschnitt durch die Elektrodenplatte zeigt, bei konstanter Neigung im Bereich der Bandebene einen nahezu stetigen Übergang 4 mit größtmöglichen Radien bilden, wobei im Bereich der Bandmittelebene ein Wendepunkt liegt.

Der Vorteil großer Übergangsradien r, r′ liegt darin, daß die aktive Masse durch den Abstreifer besser in die untere Gitterhälfte gedrückt werden kann. Dies bedeutet eine bessere Pastierbarkeit der Gitterunterseite.

Die Neigung der Ränder ist darauf abgestimmt, daß sich beim Auftragen der Bleipaste an der der Auftragsrichtung abgewandten Seite keine Pastierschatten, d. h. Stellen eines Pastenabrisses ergeben. Bei einer Randneigung zwischen 10 und 30° gegen die Vertikale ist dies im allgemeinen nicht der Fall.

Erfindungsgemäß sind die Oberkanten 5 der Erhebungen glatt und bestimmen durch ihren Abstand von der Plattenebene die Pastierdicke.

Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemäßen Leit- und Trägergerüsts ist eine an den Rändern angebrachte und nach beiden Seiten der Bandebene weisende Sickung 6. Durch diese Maßnahmen wird eine Randversteifung erzielt, die wesentlich zur mechanischen Stabilität der Elektrodenplatte insgesamt, besonders aber zu der an die spezielle Perforationsformgebung geknüpfte Biegefestigkeit beiträgt.

Für ein glattes Aufstreichen der Bleipaste in der Pastiermaschine ist es ferner wichtig, daß den Streichmessern an keiner Stelle der Trägerplatte Erhebungen im Wege stehen, welche die exakt auf gleicher Höhe über der Plattenebene liegenden Oberkanten der Randerhebungen überragen. Ebensowenig sollten sie darunter liegen. Erfindungsgemäß ist daher die Profiltiefe der Sickung an diejenige der Randerhebungen angepaßt.

Die gute Verbindung der Masseteilchen beider pastierter Seiten im Bereich der Plattenebene ist ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Trägers, bedingt durch die spezielle Lochstruktur. Hinzukommt deren günstige freie Querschnittsöffnung. Während der Öffnungsgrad des ungebördelten Metallbands mindestens 20% beträgt, ohne weiteres aber bis an den doppelten und einen noch höheren Betrag heranreichen kann, sollen die fertig gebördelten Träger einen Öffnungsgrad von mehr als 50% besitzen. Unter Öffnungsgrad ist hierbei die Freifläche in der senkrechten Projektion zu verstehen.

Einen besseren Überblick über diese Verhältnisse und über die Geometrie der Lochanordnung vermittelt Fig. 4 mit einer Draufsicht auf den fahnennahen Teil der Platte 1. In der Figur stellen die einfach konturierten Kreise Randerhebungen 3 oberhalb der Plattenebene und die doppelt konturierten Kreise solche unterhalb der Plattenebene dar. Aus der sechszähligen Symmetrie der Lochverteilung ergeben sich parallel zu einem Plattenrand sowie parallel zu den Reihen aus gleichgerichteten Erhebungen durchlaufende Stege, welche um 30° bzw. 60° gegen die Plattenränder geneigt sind. Diese Stege bilden die gegen die Ableiterfahne 7 hingerichteten Hauptstrompfade, wobei sie aufgrund der günstigen Neigungswinkel, je nach dem Höhen- und Längenformat der Platte, auch das in tieferen Plattenbereichen vorhandene aktive Material elektrochemisch erschließen können.

Eine im Hinblick auf den Öffnungsgrad noch günstigere Variante der erfindungsgemäßen Elektrodenplatte besitzt Langlöcher anstelle runder Löcher. Ihre Herstellung ist allerdings mit einem größeren Aufwand verbunden. Die Anordnung der Lochmitten, die bei jeder Reihe in bezug auf die Lochmitten der Nachbarreihe um eine halbe Identitätsperiode verschoben sind, somit auf Lücke liegen, ist dann keine zentrosymmetrische wie im Falle der Rundlöcher, gleichwohl aber wegen der Spiegelbarkeit an den Scheitellinien der Lochreihen eine symmetrische.

Schließlich sind in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung Füßchen und die Ableitfahne einstückig an das Metallband angeformt. Die Fahne wird damit integraler Bestandteil des Trägerblechs aus dem besser als Blei leitenden Fremdmetall und kann wiederum unmittelbar mit der Fremdmetalleinlage der Polbrücke verbunden werden, so daß durch den direkten Übergang wie vorzugsweise Kupfer-Kupfer die bei sonst üblichen Fahnenverbindungen auftretenden Übergangswiderstände auf ein Mindestmaß eingeschränkt werden.

Bei einem Einbau erfindungsgemäßer Elektrodenplatten in die Zelle zusammen mit positiven Röhrchenplatten ist durch einen bestimmten Mitten-Abstand der trichterförmigen Erhebungen, welcher genau der Teilung der Röhrchenplatte entspricht, dafür gesorgt, daß das aktive Material beider Platten in optimaler gegenseitiger Wechselwirkung steht.

Die Wahl eines vorgelochten Metallbands als Ausgangsmaterial für den neuen Träger ermöglicht ein einwandfreies Aufstreichen der Aktivmasse in der Pastiermaschine, weil durch das bloße Aufweiten gleichmäßiger Löcher wiederum gleichmäßige Krater mit glatten Rändern und identischen Höhen erzielt werden, während bekannte Techniken entweder scharfkantige und unregelmäßige Lochränder erzeugen, die beim Pastiervorgang störend sind, oder gleichmäßige Lochränder nur mit größerem Arbeitsaufwand ermöglichen.

Ein weiterer Vorteil des neuen Trägers ergibt sich aus der Sickung seiner Ränder, wobei die Sicke ein definiertes, den kraterförmigen Erhebungen angepaßtes Profil besitzt und der Elektrodenplatte eine zusätzliche Versteifung verleiht.

Claims (7)

1. Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren mit einem Träger, der in versetzten Reihen angeordnete trichterförmige Erhebungen besitzt, wobei von den trichterförmigen Erhebungen zweier nebeneinanderliegender Reihen diejenigen der einen Reihe nur oberhalb und diejenigen der anderen Reihe nur unterhalb der Ebene des Trägers liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die trichterförmigen Erhebungen (3) aus einem vorgelochten Metallband (1) mit einer höheren Leitfähigkeit als Blei durch Aufweiten der Löcher (2) und Herausbördeln ihrer Ränder aus der Bandebene gebildet sind, wobei die Lochverteilung eine sechszählige Symmetrie aufweist, und daß die Ränder des Bandes mit einer nach beiden Seiten der Bandebene weisenden Sickung (6) versehen sind, deren Profiltiefe der Höhe der trichterförmigen Erhebungen entspricht.

2. Elektrodenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial Kupfer ist.

3. Elektrodenplatte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen ringförmige Krater mit glatter Oberkante (5) sind, deren Abstand von der Bandebene die Pastierdicke bestimmt.

4. Elektrodenplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände benachbarter gegenüberliegender Erhebungen (3) im Bereich der Bandebene einen nahezu stetigen Übergang (4) besitzen.

5. Elektrodenplatte nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsgrad des Bandes (1) mindestens 50% beträgt.

6. Elektrodenplatte nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an das Band (1) Füßchen und eine Anschlußfahne (7) einstückig angeformt sind.

7. Elektrodenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) Langlöcher anstelle runder Löcher besitzt.