CH248315A - Elektrischer Akkumulator. - Google Patents

Description

  Elektrischer Akkumulator.    In den bisher bekannten Bleiakkumula  toren     bestehen    die     Elektrodenplatten    aus  einem Rahmen aus Blei und aus einem in  diesem Rahmen befindlichen Gitter aus dem  selben Material, wobei in die Öffnungen die  ses     Gitters    die aus Bleioxyd oder andern       Bleiverbindungen    bestehende aktive Masse,       eingepresst    ist.

   In jeder     Akkumulatorzelle     werden die Platten durch Zwischenlagen aus  porösem Holz,     Ebonit,    Glaswolle oder der  gleichen     voneinander    getrennt.     Platten    der  selben Polarität sind dabei an der     Oberkante     durch     Verbindungsstücke    aus Blei zusam  mengehalten, welche     ihrerseits    mit den Pol  klemmen verbunden sind.  



  Es ist klar, dass bei derartigen Akkumula  toren der Wert des Verhältnisses zwischen  dem Gewicht des Akkumulators zu dessen  Kapazität ,gross     isst,    weil ein grosser Teil des  Gewichtes der Platten aus nicht wirksamem  Blei besteht. Es ist deshalb früher vorge  schlagen worden, Platten aus Bleiblechen her  zustellen, die an beiden Seiten mit Gittern  aus einem geeigneten     Isolationsmaterial    be  legt     sind.    Es ist auch vorgeschlagen worden,  die     Akkumulatorplatten    aus mit aktiver  Masse umgebenen Bleistäben herzustellen,  wobei die aktive. Masse mittels einer     per-          forierten    Hülse aus Isolationsmaterial fest  gehalten wird.

   In beiden Fällen russ das       Bleigerüst    der Platten mit Rücksicht auf die  mechanische Festigkeit derselben verhältnis  mässig :dick und schwer ausgeführt werden.  



  Um die     Verbindung    zwischen den Ober-    kanten der     Akkumulatorplatten    zu vermeiden,  wurde auch vorgeschlagen, die Platten bipolar  auszuführen, wobei die Platten mit Rahmen  versehen wurden, welche dicht aneinander  mit Zwischenlagen aus einer .dichtenden     Pak-          kung    gepresst wurden.  



  Die     vorliegende    Erfindung bezieht sich  auf solche Akkumulatoren mit bipolaren       Platten.     



  Nach .der Erfindung sind der Rahmen  und     dass        Gitter    der     Platten    aus einem     Iso-          latäonsmaterial    hergestellt, :das ja im Ver  hältnis zu Metall ein niedriges spezifisches       Gewicht    hat, und die bipolaren Elektroden  platten enthalten ein leitendes Bleiblech, wel  ches Blech, dessen Dicke     höchstens    den zehn  ten Teil der Dicke des die aktiven Massen  enthaltenden Teils der Platte beträgt, an bei  den Seiten von     Gittern    aus Isolationsmaterial  umgeben wird,

   welche Gitter von einem mit  diesen     gemeinsamen    Rahmen aus demselben       Material        in    der     Weisse    umgeben werden, dass  die Kanten des Bleibleches im Rahmen ein  gebettet sind. Die positiven und negativen  Massen sind in die Öffnungen der Gitter ein  gepresst. Da die aktiven Massen dadurch  ganz     von,    den Gittern ,getragen werden, kann  die leitende Zwischenwand aus Bleiblech ganz  dünn gehalten werden.  



  Die Massen können an :den bipolaren       Platten,    das heisst an den Platten, deren eine  Seite die aktive positive Masse und die an  dere Seite die aktive negative Masse ent  hält, mittels     ausserhalb    der Maschen ange-           brachter    poröser     Separatoren    festgehalten       sein.     



  Die beiden     aktiven    Seiten einer     Elektro-          denplatte    werden voneinander durch die  dünne     Zwischenwand    aus Bleiblech getrennt,  und der die     aktiven    Massen     enthaltende    Teil  der Platte wird     zweckmässigerweise    in einen  äussern Rahmen     ,eingelegt    und festgeklebt  oder festgeschweisst.

   Diese äussern Rahmen       können,        wie    es bei aus bipolaren Platten zu  sammengesetzten Batterien üblich ist, so dick  und so ausgebildet sein, dass wenn mehrere  solcher Platten aneinander .gereiht werden, ein  abgeschlossener Raum für den Elektrolyt  zwischen je zwei     benachbarten    Platten ent  steht. Man erhält     in    dieser     Weise    eine Rei  henschaltung.der Zellen des Akkumulators       ohne    andere Verbindungen     zwischen    den ein  zelnen Zellen     alsi    die oben erwähnte leitende       Zwischenwand.     



  Der Rahmen und     die        Gitter    werden       zweckmässigerweise    in     einem    Stück um die       Trennwand    gegossen oder gepresst und bil  den deshalb für     letztere    eine     kräftige    mecha  nische Stütze.

   Diese Stütze     kann    noch da  durch verstärkt werden, dass die     Gitter    zu  beiden Seiten der Trennwand miteinander  verbunden werden, und zwar dadurch,     class     die Trennwand mit     kleinen    Löchern versehen  wird, welche beim Pressen mit der     Press-          masse        ausgeführt    werden.  



  Durch das Einfügen der     :Trennwand    beim  Giessen oder Pressen des von dem     Isolations-          material    :gebildeten Gitters mit Rahmen ge  winnt man den Vorteil,     dass    die Trennwand  vollkommen dicht an dem     Gitter        anliegt    und  von diesem versteift wird,     sä    dass kein Ri  siko besteht, dass der Elektrolyt     aus.        einem          Zellraum    in     den-andern        übertreten        kann.     



       Zweekmässigerweise    wird dem äussern  Rahmen     um,die        Elektrodenplatten    ein     U-för-          miger        Querschnitt    in der Weise gegeben,  dass beim     Aneinanderreilien    der     Platten    um  jede     Elektrodenplatte    ein geschlossener Kanal  gebildet wird, wobei in den obern und.

       untern          innern.    Flanschen     Durchbrechungen    zu dem       zwischen    den     Platten    befindlichen Elektrolyt  raum     vorhanden    sind, so dass der Kanal oben    und unten mit dem     Elektrolytraum        zwischen     den     Platten    in Verbindung steht, wodurch  eine Zirkulation des     Elektrolytes        ermöglicht     wird.  



  Wenn der Akkumulator arbeitet, wird  der zwischen den     Platten    befindliche Elek  trolyt     erwärmt    und steigt hierdurch in den  obern     Teil    des Kanals und fliesst durch die  Seitenteile des     Kanals;    nach     unten    und wird  dabei durch Berührung mit den Aussenwän  den des Kanals gekühlt. Durch am     Rahmen     unmittelbar an Aussenwänden des Kanals       zweckmässigerweise    angebrachte Kühlrippen  kann die Kühlung weiter verbessert werden.

    Diese wirkungsvolle Kühlung des     Eleh-tro-          lytsdurch    Abführung     d    er in dem Akkumu  lator     entwickelten    Wärme hat für die Le  bensdauer des Akkumulators eine sehr grosse  Bedeutung.  



  Der obere horizontale Teil des Kanals  kann     zweckmässigerweise    in Richtung der  Plattenebene breiter     sein    als der untere und  die     vertikalen    Kanalteile und dabei gegen  über den Räumen     zwischen    den Platten und  den andern Kanalteilen ausser als Behälter  für den Elektrolyt noch als Gasraum die  nen; das Einfüllen von     Elektrolyt    in den  Akkumulator erfolgt     zweckmässigerweise     durch ein oben in der Kanalwand angebrach  tes Loch 14.  



  Ein grösserer Akkumulator kann     nun    aus  solchen Platten dadurch zusammengebaut  werden, dass, wie oben erwähnt, eine Mehr  zahl von Platten in Richtung     senkrecht    zur       Plattenebene        aneinandergereiht    und an den  Kanten der Rahmen z. B. mit Hilfe von  einem besonderen Bindemittel oder durch       Sehweissung    gegenseitig verbunden werden,  so dass die Rahmen zusammen eine Reihe von       geschlossenen        Behältern    für den Elektrolyt  bilden mit den     Akkumulatorplatten    als  Scheidewände.  



  Eine andere Ausführungsform, in welcher  derselbe     Elektrolytraum    und     dieselbe        Zir-          kulationsmögIichkeit    erhalten werden kann,  besteht     darin,    dass der äussere Rahmen einen       L-förmigen        Querschnitt    erhält und so mit  dem aktiven Teil der     Elektrodenplatte    in      Verbindung steht,     da.ss    er zusammen mit die  sem einen Trog bildet, in welchem der aktive  Teil der Platte und der in derselben Ebene  liegende Teile des äussern Rahmens den  Boden bilden, während die senkrecht zur  Plattenebene stehenden     Flanschen    des;

   Rah  mens die Seitenwände des Troges bilden,  welche     eine    Höhe haben, die grösser ist als  die Dicke des aktiven Teils der Platten. An  den     vertikalen    Kanten des aktiven Teils der  Platten werden     zweckmässigerweise    vertikale  Rippen angebracht, welche ungefähr dieselbe  Höhe haben wie die Dicke des, zwischen  zwei Platten befindlichen     Elektrolytraumes,     zum Zwecke, senkrechte     Kanäle:,    für den  Elektrolyt     zwischen    dem aktiven Teil der       Platte    und der vertikalen Seitenwände ab  zugrenzen, um die     Zirkulation    des Elektro  lyts     innerhalb    des, Troges zu erzielen.

    



  Zwei Ausführungsbeispiele von bipolaren  Platten eines Akkumulators gemäss der Er  findung sind auf der beigefügten Zeichnung  gezeigt.     Fig.    1 zeigt einen     Horizontalschnitt     durch zwei     aneinandergereihte    Platten. Dabei       i    zeigt die rechte Seite die eine Ausführungs  form und die linke Seite eine andere Aus  führungsform.     Fig.    2 ist ein Schnitt     durch     die eine     Akkumulatorenplatte    längs der Linie       A-A    und zeigt dabei die erstgenannte Aus  führungsform.  



  In der     Fig.    1     bezeichnet    1 die leitende  Zwischenwand der bipolaren Platte, welche  Zwischenwand aus einem     verhältnismässig     dünnen Bleiblech besteht, .dessen Dicke etwa  den     zehnten    Teil der Dicke des die aktiven  Massen     enthaltenden    Teils der Platte beträgt.

    An beiden Seiten von dieser liegt ein     Gitter     2 an, das bei der auf der rechten Seite der       Fig.    1 gezeigten Ausführungsform an seinem  Umfang mit einem Rahmen 11 aus Isolier  material verbunden ist, und zwar dadurch,  dass es in denselben     eingegossen    oder     ein-          (V        ist,    während bei der auf der linken  Seite der     Fig.    1 veranschaulichten     Ausfüh-          rungs.foim    das Blech in     einen    Rahmen 10 aus  Isoliermaterial eingegossen oder     eingepresst     ist,

   der     seinerseits    in einen Rahmen 11 ein  gelegt und     in,    diesen eingeklebt ist. 3 und 3'    bezeichnen die in die Öffnungen an beiden  Seiten der leitenden Zwischenwand 1 ein  gelegten positiven und     negativen    Massen.  Diese Massen werden, wenn erforderlich, in  bekannter     Weise    durch     Sepa:ratoren    festge  halten. Die Rahmen 11 weisen ringsum senk  recht zur Rahmenebene     stehende    Rippen 4  und 5 auf, derart,     dass    die Rahmenseiten  einen     U-förmigen    Querschnitt besitzen und  untereinander in Verbindung stehende Rin  nen 6, 12, 13 vorhanden sind.

   Die obere  Rinne 12 und in gewissen Fällen auch die  untere     Rinne    13 der Platte isst breiter als  die Rinnen 6. Die     Rinnen:    12 und 13 stehen  durch Öffnungen 7 mit .dem von den Rippen  5 an vier Seiten umschlossenen Elektrolyt  raum 8 zwischen den Platten in Verbindung.  Die Rahmen 11 sind mit Kühlflanschen 9  versehen, welche     zweckmässigerweise    nur an  den senkrechten Seiten der Rahmen ange  bracht sind.  



  Die leitende Zwischenwand 1 kann ent  weder direkt     in    den äussern Rahmen 11, wie  an .dem rechten Teil der     F'ig.    1 gezeigt ist,  eingegossen oder     eingepresst    werden, oder  kann, wie     an.    dem linken     Teil    der     Fig.    1 ge  zeigt ist, in     einen    getrennten, mit den Git  tern 2 verbundenen Rahmen 10 eingegossen  werden, welcher     Rahmen    seinerseits in den  Rahmen 11 eingelegt wird.

   In     derselben     Weise kann man in dem Falle, in welchem  die     Akkumulatorplatten    gross sind, den  aktiven Teil derselben in mehrere     Teilplatten     aufteilen, von welchen jede eine leitende  Zwischenwand aufweist, die in einen Rah  men 10, mit     welchem    die Gitter 2 verbunden       sind,        eingepresst    ist, und nachher kann eine  Mehrzahl von derartigen     Teilplatten    in einen  grösseren     Rahmen    11 eingelegt werden, wel  cher Rahmen derart mit     Leisten    versehen     ist,

            dass    die     Rahmenöffnung    in     eine    Mehrzahl von  Öffnungen unterteilt wird, wobei diese Öff  nungen je mit einer     Teilplatte        ausgefüllt     werden.  



  Statt, wie die     Fig.    1 und 2 zeigen, die  Rahmen 11 mit     Rinnen    6, 12, 13 zu ver  sehen, welche, wenn die Platten aneinander  gereiht werden,     geschlossene    Kanäle bilden,           kann    man die mit 5 bezeichneten     innern    Rip  pen     bezw.    Wände der Kanäle weglassen, und  man .erhält hierdurch     einen    Trog,

   in welchem  die     Elektrodenplatten    selbst- mit den in der       Plattenebene    liegenden Rahmenteilenden Bo  den und die Rippen 4 die Seitenwände des  Troges     bilden.        Hierbei    sollen an die     verti-          kalen        ganten    des aktiven     Teils.    der     Elek-          trodenplatte    Steuerschienen oder     Leisten    an  gebracht werden, welche eine Höhe haben,  die     gleich    der Dicke des zwischen den Plat  ten vorhandenen     Elektrodenraumes    ist und  die Strömung des:

   Elektrolyts     steuern.,    so     da.ss     eine für die Kühlung     günstige        Zirkulation     des Elektrolyts entlang der Aussenwände des  Rahmens erhalten wird.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Elektrischer Akkumulator mit bipolaren Platten und mit Bleioxyden. als. aktive Mas sen, -dadurch gekennzeichnet, dass die bipo laren Elektrodenplatten ein leitendes Blei blech enthalten, welches Blech, dessen Dicke höchstens den zehnten Teil der Dicke des die aktiven Massen enthaltenden Teils der Platte beträgt, an beiden Seiten von anliegenden Gittern aus Isolationsmaterial umgeben ist, welche Gitter von einem mit diesen gemein samen,

   Rahmen aus demselben Isolations- materrial umgeben werden, wobei die posi tiven, und. die negativen Massen in die Öff nungen der Gitter eingepresst und die Kauten des Bleibleches im Rahmen eingebettet sind. UNTERANSPRüCHE 1.

   Elektrischer Akkumulator nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die das Bleiblech umgebenden Gitter mit dem Rahmen ein Stück bilden, welches. durch ein Pressverfahren hergestellt ist. 2.

   Elektrischer Akkumulator nach Pa tentanspruch, in welchem die Rahmen der bipolaren Platten senkrecht zur Plattenebene dicker als der die aktiven Maesen enthaltende Teil der- Elektrodenplatten sind und durch Aneinanderreihung in Richtung senkrecht zur Plattenebene die Elektrolytbehälter des Akkumulators bilden, dadurch .gekennzeich net, dass die Rahmen U-förmigen Querschnitt haben, derart,

   dass infolge der Aneinander reihung der Platten längs dem Rande jeder Platte ein geschlossener Kanal gebildet wird, welcher Kanal an der obern und untern Seite der Platte mit dem Raume zwischen den Platten in. Verbindung steht. 3. Elektrischer Akkumulator nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen aussen mit Kühlrippen versehen ist. 4.

   Elektrischer Akkumulator nach Pa- tentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.ss der obere, horizontal ver laufende Teil .des Kanals in der Höhen richtung breiter ist als die vertikal verlaufen den Kanalteile. 5.

   Elektrischer Akkumulator nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Teil der ElektroJenplatte aus mehreren Teilplatten besteht, die in einem allen Teilplatten gemeinsamen, eine Anzahl Öffnungen umfassenden Rahmen befestigt sind, wobei in jeder Öffnung eine Teilplatte eingelegt ist. 6.

   Elektrischer Akkumulator nach Pa: tentaäspruoh, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen der ElektrodenplaIte einen L- förmigen Querschnitt hat und zusammen mit dem die aktiven Massen enthaltenden Teil der Elektrodenplatte einen Trog bilden, des sen Seitenwände, die von dem senkrecht zur Plattenebene sich erstreckenden Teil des Rah mens gebildet werden, höher als die Dicke des aktiven Teils .der Elektrodenplatte sind.

   7. Elektrischer Akkumulator nach Pa- tentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrodenplatte mit parallel zu den vertikalen Plattenseiten verlaufenden Rippen versehen ist, die eine Höhe haben, die gleich der Dicke des zwi schen den Platten vorhandenen E.lektroden- raumes ist, um senkrechte Kanäle- für die Zirkulation des Elektrolyts zu bilden.