NO148275B - Flercellet blyakkumulator. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en flercellet blyakkumulator med elektrodeblokker av siksaklignende, til en pakke sammenfoldede positive og negative båndelektroder med mellomliggende separator. Særlig vedrører oppfinnelsen en for bruk i kjøretøyer beregnet akkumulator, f. eks. startbatterier.

Blyakkumulatorer har til tross for sine forskjellige utførelsesformer som er tilpasset de forskjelligste anvend-elsesformål i dag oppnådd en høy grad av teknisk fullkommen-het. Ut fra oppbyggingen av de positive plater kan det skil-les mellom tre grunntyper akkumulatorceller. Det finnes celler med positive plater med stor overflate, overveiende for stedsfast oppstilling, celler med positive gitterplater for drift i kjøretøyer og celler med positive panserplater, som er egnet såvel for elektrisk kjøretøydrift som også for stedsfast oppstilling.

Blyakkumulatorer for bruk som kjøretøybatterier er av nærliggende grunner mer kompakte og bygget lettere enn stedsfaste batterier. Dette gjelder særlig for kjøretøy-startbatterier, ved hvilke bestandig flere celler er forenet i en blokkasse av hårdgummi eller kunststoff. Blokkassene har påsveisede lokk med en åpning over hver celle for utslipp av gasser og for etterfylling av elektrolytt.

Cellene er utfylt av positive og negative gitterplater, hvorved f. eks. hver gang seks positive og syv negative plater med mellomliggende separatorer av mikroporøst materiale er sammenføyet til en plateblokk og danner innhol-det i en celle. Alle strømavledere (platefaner) fra den ene såvel som fra den andre polaritet blir adskilt forbundet ved hjelp av polbroer som bærer de ut av blokkassene ragende po-ler .

Gitterplatene imøtekommer det ønske å redusere byggeelementene og skjelettsubstansene i en celle til et minstemål til fordel for de elektrodemasser som er virksomme med strømavgivning, slik at energitettheten økes. De kan væ-re meget tynne (1 mml og da er også ved høye strømstyrker (start av kjøretøy) masseutnyttelsen enda god. Mange be-strebelser i den senere tid for å erstatte de vanliqe bly/antimon-gitterlegeringer for å øke lagringsevnen til la-dede negative plater ved hjelp av en oksydasjonsbeskyttelse for å oppnå aktiverende og selvutladningen hemmende tilset-ninger av forskjellige typer, og andre videreutviklinger har bevirket at elektrodene og dermed blyakkumulatoren har oppnådd dagens høye kvalitetsnivå.

I motsetning hertil er fremstillingsprosessen til tross for en rekke automatiske arbeidstrinn likevel forblitt uforandret og diskontinuerlig over årtier. Dette fremkommer allerede av enkeltfremstillingen av gitre i gitterstøpemaski-ner, hvorved de vanligvis er utformet som dobbeltgitre og deretter må adskilles. Pasteringsmaskinene arbeider likeledes diskontinuerlig, og likeledes er den etter herdingen følgende og enda ofte utøvede tankdannelse et diskontinuerlig arbeidstrinn, ved hvilket gitterplatene, hengende i stativer og adskilt etter forutbestemt polaritet, forblir mange timer i formingstanken. Plateinnbyggingen i blokkassen, som ved celle- og blokkassedannelsen allerede foretas etter paster-ingen, henholdsvis herdingen, skjer her som der igjen enkelt-vis og diskontinuerlig.

Fra US patent nr. 2665325 er det kjent å erstatte enkeltplatene av såvel den ene som av den andre polaritet i en vanlig akkumulatorcelle med et fleksibelt elektrodebånd, slik at elektrodean.ordrlingen i cellen består av et viklet eller flere ganger foldet elektrode-dobbeltbånd med mellomliggende, likeledes båndformet separator. Ved disse kjente elektroder er det aktive materiale påført på perforerte og med en avlederstrimmel utstyrte blyfolier eller innesluttet mellom blyfolier. Materialforbruket og den omstendelige fremstilling av disse elektrodebånd bevirker at det bare er hensiktsmessig med en anvendelse i små blyceller.

Den oppgave som derfor ligger til grunn for oppfinnelsen er å tilveiebringe en blyakkumulator som er fordelaktig økonomisk, trenger lite vedlikehold og er ubetinget pålitelig. En ytterligere oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremstillingsmetode for akkumulatoren, som muliggjør et overveiende kontinuerlig arbeide og som bedre enn inntil nu tilfredsstiller kravene til en rasjonell massefremstilling.

Denne oppgave blir løst ved en flercellet blyakkumulator som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen .

Tegningen viser skjematisk en på siden liggende tocellet akkumulatorblokkasse 1 med en elektrodesats ifølge oppfinnelsen, som består av båndelektroden 12, båndelektroden 13 og det mellomlagte separatorbånd 4 med ribber eller steg 5. Disse er siksaklignende foldet til pakker og blir pakke-vis innskjøvet fra siden i akkumulatorcellene. Foldekantene 6 til elektrodepakkene står loddrett til opplagsflaten til akkumulatoren, slik at gassbobler uhindret kan stige opp mellom elektrodene.

Ifølge oppfinnelsen skjer såvel forbindelsen av cellene innbyrdes som også avledningen utad ved hjelp av stor-flatede, over celleskinneveggen 7, henholdsvis endeveggene 8 til blokkassen førte områder 9 i elektrodebæreskjelettet til hver gang en båndelektrode. På figuren blir f. eks. de ytre avledninger 16 og 17 dannet av elektrodebæreskjelettet 2 til båndelektrodene 12, mens forbindelsen mellom cellene frem-stilles av elektrodebæreskjelettet 3 til båndelektroden 13.

De enkelte elektrodebånd kan imidlertid også ved enden vikles over en blystift og forbindes med denne elektronledende, f. eks. ved pressveising. Fra denne stift kan det utføres en polgjennomføring på i og for seg kjent måte.

Motelektrodene og separatoren er avbrutt i over-gangsområdene mellom cellene.

Til fremstilling av en siksaklignende foldet elek-trodepakke ifølge oppfinnelsen for en flercellet akkumulator blir det fortrinnsvis gått ut fra som endeløse bånd på ruller 10, 11 viklede elektrodebæreskjelett 2, 3, som har form av et vanlig gitterskjelett av bly eller også kan bestå av et blystrekkmetall, hvorved hvert elektrodebånd eventuelt ved kanten har et gjennomgående steg. I dette elektrodebæreskjelett blir det som aktivt materiale innpastert en enhets-masse. Denne er fordelaktig, da de ferdige båndelektroder til batteridrift skifter sin polaritet fra celle til celle. Elektrodebæreskjelettene 2, 3 går således over i båndelektrodene 12, 13.

Under mellomlegg av høyporøst, imidlertid mot trykk vidtgående uømfindtlig separatorbånd 4 som avvikles fra rullen 14, sammenløper elektrodebåndene nu over ombøy-ningsrullen 15 og kan deretter foldes.

Umiddelbart før foldeprosessen blir i forutbestem-te avstander de områder 9 skåret ut av båndelektrodene 12, 13 og separatoren 4 som etter innskyvningen i blokkassen ville forløpe over veggene 7 eller 8 og der er overflødige, med unntak av det for overgang over en skillevegg hver gang nødvendige elektrodebæreskjelett.

Fjerning av den aktive masse kan utføres ved hjelp av en utblåsingsprosess, spyleprosess eller eventuelt også allerede ved pasteringsprosessen ved å la et tilsvarende sted på elektrodeskjelettet være fri for pastert masse.

Til fremstilling av akkumulatoren er det da bare nødvendig å lukke huset, noe som overraskende kan foregå meget enkelt ved at lokket ved en i og for seg kjent speilsveisemetode påspeiles en sidevegg 18. Derved faller gjennom-føring av de respektive båndelektroder gjennom celleskilleveggene 7 og endeveggene 8 til blokkassen 1 sammen med det på fig. 1 som spor A-A antydede lukkeplan. Ved hjelp av varme-påvirkningen trenger kunststoffet såvel i celleskilleveggen 7 og endeveggene 8 til kassen som også de tilsvarende fort-settelser 19, henholdsvis 20 i sideveggen 18 gjennom skjelet-tet til elektroden, slik at det fremkommer en fast og væsketett forbindelse. Før denne påspeiling av et lokk kan det være hensiktsmessig ved hjelp av et stempel å trykke elektrodeskjelettet på skilleveggen og eventuelt ved dette frem-gangsmåtetrinn i tillegg å foreta en ekstra oppvarming for elleréde å oppnå en viss inntrengning av elektrodeskjelettet i kanten til celleskilleveggen 7 før den endelige påspeiling på lokket. De nødvendige endepoltilkoblinger til en slik akkumulator kan dannes innenfor eller utenfor cellen av den fremstående elektrodeskjelettdel ved sammenpressing og f. eks. påsveising av en endepol.

Fordelen ved den beskrevne akkumulator ligger deri at dens fremstillingsprosess er særlig egnet for massefremstilling.

Claims (11)

1. Flercellet blyakkumulator med elektrodeblokker av siksaklignende, til en pakke sammenfoldede positive og negative båndelektroder med mellomliggende separator, karakterisert ved at de ved siden av hverandre liggende enkeltceller er elektrisk forbundet ved hjelp av elektrode-bæresk j elettet til en av båndelektrodene (12, 13), som er ført i stor flate gjennom celleskilleveggen (7)

2. Flercellet blyakkumulator ifølge krav 1, karakterisert ved at båndendene til elektrodeblokkene er elektronledende forbundet med stiftformede blystaver, f. eks. ved påvikling og pressveising, og at disse stifter danner basis for en polgjennomføring.

3. Flercellet blyakkumulator ifølge krav 1, karakterisert ved at de ytre elektriske tilkoblinger (16, 17) er dannet av det gjennom endeveggene ( 81 til blokk-kassen førte elektrodebæreskjelett for den samme båndelektrode.

4. Flercellet blyakkumulator ifølge ett av kravene 1-3,karakterisert ved at elektrodeblokkene med dered foldekanter (6) er anordnet loddrettstående i cellene og at blokkasselukkingen er dannet av en sidevegg (18).

5. Flercellet blyakkumulator ifølge kravene 1-4, karakterisert ved at gjennomføringen av de enkelte båndelektroder gjennom celleskilleveggene (7) og endeveggene (8) til blokkassen (1) ligger i lukkeplanet (A - A) mellom blokkasse og endevegger (8).

6. Fremgangsmåte til fremstilling av en flercellet blyakkumulator, ved hvilken elektrodeblokkene er sammenfoldet av positive og negative båndelektroder med mellomliggende separator, på siksakformet måte til en pakke og blir innsatt i blokkassen, karakterisert ved at det elektro-debæresk jelett som føres med stor flate gjennom celleskilleveggen eller endeveggen til blokkassen utstyres med tilsvarende avdelte områder, som er fri for aktiv masse og at det tilsvarende parallellavsnitt i motelektroden fjernes helt.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at elektrodeblokkene innsettes i en blokkasse (1) med siderettede åpninger og at denne side av blokkassen lukkes væsketett ved påsveising av en sidevegg (18).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at lukkingen gjennomføres ved hjelp av en speilsveisemetode, og at før sammensveisingen senkes det for aktiv masse frilagte elektrodebæreskjelett til den ene båndelektrode ved hjelp av trykkinnvirkiiingen noe i celleskilleveggen eller endeveggen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det område som skal nedsenkes av elektrode-bæresk j elettet oppvarmes før trykkinnvirkning.

10. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 6-9, karakterisert ved at elektrodebæreskjelettene paste-res med en enhetlig aktiv masse.

11. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 6-10, karakterisert ved at båndelektrodene formeres i den lukkede blokkasse.