DD202779A5 - Akkumulatorenelektrode - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Akkumulatorenelektrode fuer einen Bleiakkumulator mit einer verbesserten spezifischen Leistung. Das Wesen der Erfindung besteht in einer neuartigen Plattentasche mit ebenen, zueinander planparallel angeordneten Waenden, wobei die den Innenraum in einzelne Faecher unterteilenden Trenn- oder Scheidewaende durch Streifen oder einen in a-jour-Bindung eingewebten oder eingenaehten Faden gebildet werden.

Description

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Akkumulatorenelektrodi

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung besieht sich auf eine Akkumulatorenelektrcde, für einen Bleiakkumulator mit einer verbesserten spezifischen Leistung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Mit Ausnahme der Anlaßakkumulatoren von Kraftfahrzeugen werden bei den meisten Bleiakkumulatoren sogenannte Panzertaschenplatten als Positivelektrode verwendet. Die Panzertasche, d.h. das textiltechnische Produkt, die nach Ausfüllung mit einem elektrochemischen Material die Akkumulatorenplatte ergibt, besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten Schläuchen. Die Schläuche v/erden aus einem textilen Werkstoff hergestellt und sind gegenüber dem chemischen Einfluß des im Akkumulator befindlichen Elektrolyten beständig. In die parallel nebeneinanderliegenden separaten Schläuche werden stromleitende Stäbe eingeführt, und die Zwischenräume mindestens teilweise mit einem aktiven

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elektrochemischen Material ausgefüllt. Es besteht die Möglichkeit die Schläuche einzeln herzustellen und dann zusammenzufügen· Zweckmäßiger wird aber die gesamte Schlauchreihe als zusammenhängender Körper hergestellt, und die stromleitenden Stäbe in die einzelnen Schläuche eingefädelt. Die so entstandene Panzerplattentasche schließt jeweils oben und unten mit einer stromleitenden Brücke ab. Die ursprünglich verwendeten Schläuche besaßen praktisch einen Kreisquerschnitt. Neuerdings sind bereits Plattentaschenkonstruktionen bekannt, die einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen.

Durch die sich annähernd parallelen Flächen anpassenden Schläuche können stärker belastbare und in Bezug auf die spezifische Leistung dünnere Platten hergestellt werden, in denen auch die räumliche Verteilung des Aktivstoffes günstiger ist. Trotz dieser verbesserten Plattentaschenkonstruktion sind auf Grund ihrer Gestaltung doppelte Trennwände unvermeidlich, zwischen denen kein elektrochemisch aktiver Stoff vorhanden ist. Zwischen den Trennwänden und den einzelnen Schlauchfächern entstehen weitere, vom Standpunkt des elektrochemischen Prozesses inaktive Teile, so z.B. an den Verbindungsstellen zwischen den Schläuchen bzw. Fächern, wo infolge der Bogenform des Faches mit einem kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt, bzw. der Abrundung des Faches mit einem rechteckigen Querschnitt Spalten zurückbleiben.

Die inaktiven Teile der Platte sind mit einem erhöhten Materialaufwand verbunden und erhöhen das Plattengewicht sowie die Kosten des Sammlers. Gleichzeitig vermindert sich die auf die Gewichtseinheit bzw. Volumeneinheit bezogene spezifische Leistung. Sine Panzertasche mit einer vollkommen ebenen Fläche, bei der die unvermeidbare Trennwand nur einen minimalen inaktiven Rauminhalt besitzt, ist kaum erreichbar, da sich das Volumen des elektrochemisch

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aktiven Stoffes während des zyklisch alternierenden Betriebes des Akkumulators (Aufladung - Entladung) wiederholt ändert, und der Aktivstoff dabei aufgelockert wird. Die Unterteilung der Tasche in einzelne Schläuche ist auf 3rund des wechselnden Betriebsregimes des Akkumulators dennoch vorteilhaft, da dadurch das aktive Medium gegliedert wird. Bei einer nicht vorhandenen Untergliederung würde es zu einer Ausbauchung der Tasche kommen und der Aktivstoff sich im unteren Teil der Tasche ansammeln. Hierdurch wird die Lebensdauer der Tasche noch weiter herabgesetzt.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezeigten Mängel.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Summe der z'vischen den Fächern der Panzertasche vorhandenen, inaktiven, räumlichen Anteile weitgehendst zu vermindern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Plattentasche der Elektrode ebene, zueinander planparallel angeordnete Wände aufweist, die durch planparallele, ebene, äußere Seitenwände miteinander verbunden sind. Sämtliche Wände sind als kontinuierlicher Stoffkörper oder als Geflechtkörper ausgebildet und aus synthetischen Material hergestellt.

Der von den äußeren Wänden eingeschlossene Innenraum der Plattentasche ist durch in Längsrichtung der Plattentasche verlaufende, senkrecht zur Vorder- und Rückwand angeordnete Trenn- bzw. Scheidewände aus Streifen oder Fäden, die die Vorder- und Rückwand in vorherbestimmte Abstände mitein-

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ander verbindete, in einzelne, in Reihe liegende Fächer unterteilt.

Die Trenn- bzw. Scheidewände werden vorzugsweise durch einen in a-jour-Bindung verlaufenden, synthetischen Faden gebildet.

Verglichen mit den bisher bekannten Lösungen kann die erfindungsgemäße Plattentasche mit einem höheren Anteil an aktiven elektrochemischen Material aufgefüllt v/erden. Wenn auch die Trennwände der Fächer eine freie Wanderung der Elektronen während der elektrochemischen Umwandlung etwas einschränken, bildet trotzdem das Medium ein sich auf die ganze Panzertasche ausbreitendes zusammenhängendes Mediumaggregat. Sowohl der Ausfüllfaktor, als auch die gleichmäßige Verteilung innerhalb des Taschenvolumens werden verbessert. Der Anteil der inaktiven voluminösen Elemente wird geringer. Dementsprechend nimmt die spezifische Leistung zu. Gleichzeitig schafft die Gestaltung günstigere fertigungstechnologische Bedingungen, die eine rationelle wirtschaftliche Fertigung ermöglichen.

Ein besonderer Vorteil zeigt sich darin, daß eine derartige Gestaltung nicht nur die äußerst einfache und hochgradig produktive Fertigungstechnologie der Panzertaschen auf Stoffbasis ermöglicht, sondern auch die in letzter Zeit verwendeten Plattentaschen in Form eines Geflechtkörpers auf einer entsprechenden textiltechnischen Einrichtung hergestellt werden können.

Die zwischen den einzelnen Fächern der Panzertasche vorhandenen Trennwände bilden keinen dicht gewebten Körper, wie dies bei der Vorder- und Rückwand der Plattentasche der Fall ist, sondern eine Sсhweidewand (Diaphragma) aus Kunststoffstreifen, insbesondere Garnfäden, die die Vorder- und Rückwand in einem bestimmten Abstand miteinander verbinden.

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Durch eine solche Trennwand wird der Anteil an inaktiven voluminösen Elementen wesentlich geringer, als bei den aus Schlauchreihen gebildeten Taschen, wobei die Trennwand trotzdem die Parallelität der Plattenflächen, die Vermeidung der Ausbauchung und der Ansammlung des Aktivstoffes im unteren Teil der Tasche sicherstellt.

Ausführungsbeigpiel;

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Pig. 1a,1b: die erfindungsgemäße Akkumulatorenelektrode

Fig. 2a-2d: eine bekannte, herkömmliche Plattentasche

aus aneinandergereihten Schläuchen

Pig. 3a-3d: die Plattentasche nach der Erfindung mit

rechteckigem Querschnitt.

Die in Pig. 1a;1b dargestellte erfindungsgemäße Elektrode besitzt eine obere und untere Brücke 5;6, die in bekannter Weise die Pächer 33 der Plattentasche abschließen.

In die nebeneinander in Reihe angeordneten, parallele Achse aufweisenden, zusammenhängenden Pächer 33 - sind stromleitende Stäbe 4 eingeführt, und die Pächer 33 mit einem elektrochemisch aktiven Material 1 ausgefüllt.

Die zum Stand der Technik gehörende Plattentasche nach Pig. 2a - 2d besteht aus mehreren, aneinandergereihten Schläuchen mit kreisförmigen Querschnitt. Bekannt sind auch Schlauchreihen mit einem rechteckigen Querschnitt und abgerundeten Ecken. Unabhängig von dem jeweiligen tatsächlichen Querschnitt besitzen diese Plattentaschen Fa-

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eher 33' mit einer runden geschlossenen Mantelfläche.

Wie aus Pig. За - 3d hervorgeht, ist die Plattentasche (Panzertasche) 2 mit Fächer 33; 33' versehen, die in Längsachse 37 der Plattentasche verlaufen und durch eine Yorderwand 31 und Rückwand 32 begrenzt werden. Vorder- und Rückwand 31,32 sind eben ausgebildet und planparallel zueinander angeordnet. Zu beiden Seiten wird die Plattentasche von zusammenhängenden, ebenen Wandflächen 38 abgeschlossen, die parallel zur Längsachse 37 der Plattentasche verlaufen und senkrecht zu den Wänden 31; 32 angeordnet sind.

In dem von der ersten Wand 31, der zweiten Wand 32 und den Seitenwänden 38 umschlossenen Innenraum der Panzertasche 2, sind zwischen den geweiligen benachbarten Fächern 33; 33' Trenn- bsw. Scheidewände 3 angeordnet, die parallel zur Längsachse 37 verlaufen. Diese Trenn- oder Scheidewände 3 werden durch Streifen oder Fäden 15 gebildet, die die erste Wand 31 und die zweite Vfend 32, entlang der gemeinsamen begrenzenden Ebene, in vorbestimmten Abständen 34, miteinander verbinden. Auf diese Weise bildet das in die Fächer 33; 33' eingefüllte aktive Material 1 innerhalb der Panzertasche 2 ein praktisch zusammenhängendes Medium. Die Wände 31; 32, die· Seitenwände 38 und die obere und untere Brücke 5;б begrenzen einen in sich geschlossenen Innenraum, aus dem das in die Fächer 33 und 33¹ eingefüllte aktive Material 1 keineswegs ausfallen kann. Der Abstand 34 mit den die Streifen oder Fäden 15, die die Trenn- bzw. Scheidewände 3 bilden, in a-jour-artiger Bindung in die Wände 31; 32 eingewebt oder eingenäht sind, wird von der jeweiligen Plattengröße der Elektrode und weiterer Faktoren bestimmt und kann 1 bis 10 mm betragen.

Eine derartige Dichte sichert einerseits eine ausreichende Festigkeit - die Trennwände 3 halten die erste und die zweite Wand 31; 32 im ausgefüllten Zustand in einem gegen-

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seitigen, der gewünschten Plattendicke entsprechenden Abstand 35 - anderseits kann das aktive Material 1 während des Einfüllens in die Panzertasche 2 leicht zwischen die in den Trennwänden 3 vorhandenen Spalten entsprechend dem Abstand 34 gelangen.

Claims (2)

Erfindungsanspruch:

1. Akkumulatorenelektrode für einen Bleiakkumulator mit einer aus Kunststoff hergestellten, in einzelne Fächer unterteilten Plattentasche, wobei in der Längsachse dor einzelnen Fächer stromleitende Stäbe eingelegt, und die einzelnen Fächer mit einem elektrochemisch aktiven Material ausgefüllt sind und senkrecht zur Längsachse der Fächer eine obere und untere, die Fächer abschliessende Brücke angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Plattentasche (2) ebene, zueinander planparallel angeordnete Wände (31;32) aufweist, die durch planparallele äußere Seitenwände (38) miteinander verbunden, und die Wände (31;32;38) ein kontinuierlicher, synthetischer Stoffkörper oder ein Geflechtkörper sind, während der von den Wänden (31;32;38) eingeschlossene Innenraum durch in Längsrichtung (37) der Plattentasche verlaufende, senkrecht zu den Wänden (31;32) angeordnete Trennwände (3) aus Streifen oder Fäden (15), die die Wände (31 ; 32) in vorbestimmten Abständen (34) verbinden, in Fächer (33;33') unterteilt ist.

2. Elektrode nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennwände (3) ein in ä-,iour-Bindung verlaufender, synthetischer Faden (15) sind.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -