DE1921618A1 - Verfahren zum Trocknen der Elektroden in Batteriebehaeltern - Google Patents

Description

ESB INCORPORATED, 2Penn Center Plaza, Philadelphia, Pensylvania, USA

Verfahren zum Trocknen der Elektroden in Batteriebehältern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen der in Batteriebehältern od. dgl. befindlichen Elektroden, vorzugsweise Plattenelektroden.

Beim Herstellen von trockenen,geladenen Batterien müssen drei wesentliche Schritte durchgeführt werden: a) die Elektroden werden geladen; b) die Elektroden werden getrocknet; und c) nachdem die positiven und negativen Elektroden wechselseitig im Abstand voneinander angeordnet worden sind und sogenannte "Stapel" oder "Pakete" bilden, werden die positiven Elektroden des Stapels oder Paketes mechanisch und elektrisch mittels eines Elektrodenverbindungsstreifens miteinander verbunden und ebenso die negativen Elektroden des Stapels oder Paketes mit einem negativen Elektrodenverbindungsstreifen, so daß sogenannte "Elemente." entstehen. Mit der Ausnahme, daß der Schritt b) stets nach dem Schritt a) durchgeführt werden muß, kann man die Folge der oben genannten Schritte beliebig wählen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Elektroden getrocknet, während sie sich in einem Batteriebehälter befinden, in/dem in Trockenmittel durch eine Öffnung an einem Ende des Behälters intritt und den Behälter durch eine Öffnung an seinem anderen Ende verläßt. Die Elektroden können sich während des Trockenvorganges entweder im nicht verbundenen Zustand als einfache Stapel oder Pakete oder in untereinander verbundenem Zustand als sogenannte Elemente befinden. Wie oben gesagt,' kann der Schritt c) entweder vor oder nach dem Schritt b) durchgeführt

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werden. Es ist vorzuziehen, die Schritte in der Folge c), a) und b) durchzuführen, weil es zweckmäßig ist, die Elektroden zunächst im Behälter anzuordnen und dann mit dem Verbindungsstreifen zu verbinden, woraufhin man sie lädt und schließlich trocknet. Bei der Arbeitsfolge c), a) und b) wird der Batteriebehälter als Halterung oder Befestigung verwendet, und die Anzahl der zum Laden vorzunehmenden elektrischen Anschlüsse und elektrischen Trennungen wird auf ein Minimum herabgesetzt. Es können sowohl gasförmige als auch flüssige Trockenmittel verwendet werden. Das Trockenmittel kann auch als Heizmittel dienen

Die Erfindung verbindet den Vorteil, daß man in der Lage ist, den Behälter anstelle einer besonderen Einrichtung als Halterung oder Befestigung für die Elektroden während des Anbringens und Trocknens derselben zu verwenden, mit dem Vorteil der verbesserten Trocknung, die man dadurch erzielt, daß das Trockenmittel über die Elektroden im wesentlichen in einer Richtung anafeelt hin- und herströmt. Die Erfindung ist sowohl für Batterien mit einer einzigen Zelle als auch für Mehrzellenbatterien ge- eignet. Auch ist die Erfindung in gleicher Weise anwendbar auf wiederaufladbare oder sekundäre bzw. Speicherbatterien und auf nicht wiederaufladbare bzw. primäre Batterien anwendbar.

In der Zeichnung ist anhand einer schematisch dargestellten Batterie ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, und zwar zeigt

Pig. 1 eine schaubildliche schematische Ansicht des Oberteiles eines Batteriebehälters mit mehreren in Kammern untergebrachten elektrischen Zellen mit nassen Elektroden und

Fig. 2 eine schaubildliche Explosionsdarstellung der gesamten Batterie, deren Behälter aus zwei Teilen besteht.

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In Pig. 1 deuten die Pfeile die Richtung an, in der das Trockenmittel in die öffnung am einen Ende des Oberteiles des Behälters einströmt und diesen oberen Teil des Behälters durch eine gegenüberliegende Öffnung wieder verläßt. Besonders aus Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, daß der Innenraum des Batteriebehälters durch Trennwände in sechs elektrische Zellen aufnehmende Kammern unterteilt ist· Jede dieser Kammern kann einen Stapel oder ein Paket von abwechselnd positiven und negativen Elektroden aufnehmen.

Fig. 2 ist geeignet, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Die Zeichnung zeigt eine sechs Kammern für Elektrodenpakete oder elektrische Zellen aufweisende Batterie.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der Batteriebehälter aus einem oberen Teil 10 und einem unteren Teil 12, wobei jeder dieser Teile Trennwände H enthält, welche den Innenraum des Batteriebehälters in Kammern 16 zur Aufnahme elektrischer Zellen unterteilt. Außerdem ist ein abnehmbarer Deckel 27 für den Behälter vorgesehen.

In jede Kammer 16 ist ein Elektrodenpaket 18 eingesetzt, das aus einander abwechselnden im Abstand voneinander angeordneten positiven Elektroden 20 und negativen Elektroden 22 besteht. Das Elektrodenpaket 18 könnte natürlich auch nur aus einer einzigen positiven und einer einzigen negativen Elektrode bestehen, jedoch ist es üblich, mehrere Elektroden jeder Polarität zu verwenden. Außerdem ist es bei Batterien für Automobile üblich, stets eine negative Elektrode mehr als positive Elektroden zu verwenden. Diese in Fig. 2 angedeuteten Elektroden werden häufig als "Plattenelektroden" bezeichnet, weil sie dünn, eben und plattenartig ausgebildet sind. Hierbei handelt es sich nicht um wesentliche Konstruktionsmerkmale von Elektroden für Automobilbatterien und andere Batterien, so daß die gemäß der Erfindung zu trocknenden Elektroden auch rund, dick oder rohrförmig

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sein können.

Wenn die Elektroden dicht aneinander angeordnet werden sollen, ist es üblich, isolierende Trennkörper zwischen den einzelnen . Elektroden als Bauteile des Stapels oder Paketes anzubringen, um zu verhindern, daß sich die Elektroden gegeneinander entladen. Wenn man die Elektroden jedoch weit genug voneinander anordnen kann, oder wenn andere Vorkehrungen zum Verhindern einer. Selbstentladung vorgesehen sind, ist es nicht notwendig, noch Tr.ennkörper oder dgl. zwischen den einzelnen Elektroden des Stapels oder Paketes anzubringen. Trennkörper sind jedoch in den Elektrodenstapeln von Automobilbatterien üblich.

Das in Fig. 2 dargestellte Elektrodenpaket 18 iet ein in Automobilbatterien heutzutage vielfach verwendetes Elektrodenpaket» das in eine der Kammern 16 des oberen Teiles 10 des Behälters eingesetzt werden kann, woraufhin zwei Schritte gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, nämlich die Elektroden werden zunächst über Verbindungsstege 28 und 34 miteinander verbunden, woraufhin die nassen aufgeladenen Elektroden getrocknet werden. Diese beiden Schritte können in jeder der beiden möglichen Folgen durchgeführt werden, jedoch müssen die Elektroden in jedem Falle aufgeladen worden sein, bevor sie getrocknet werden.

Fig. 2 zeigt, daß die Verbindungsstege 28 durch die Trennwände 14 hindurchgeführt sind. Dies ist jedoch für die Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt notwendig· So können die Verbindungsstege 28 auch über die Trennwände 14 des Behälters hinweggeführt bzw. gelegt sein,anstatt die*Trennwände zu durchsetzen. Auch ist es für die vorliegende Erfindung nicht unbedingt erforderlich, daß sich ein aus einem Stück bestehender Verbindungssteg 28 von einer Kammer 16 in die benachbarte Kammer erstreckt. Vielmehr ist es auch möglich, daß in jeder Kammer ein für eine einzige Zelle bestimmter Verbindungssteg . vorgesehen ist, wobei diese Verbindungsstege durch ein besonde-

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res Verbindungsglied elektrisch miteinander verbunden sind, das sich entweder durch die Trennwand erstreckt oder über dieselbe hinweggeführt ist, und das in beliebiger Weise hergestellt sein kann.

nachdem die geladenen Elektroden in den Kammern 16 des oberen Teiles 10 des Behälters angebracht und befestigt worden sind, wird das Trockenmittel durch die Öffnung an einem Ende der Kammern 16 eingeleitet und" durch die Öffnung am anderen Ende der Kammern abgeführt.

Obwohl eine Voraussetzung der vorliegenden Erfindung darin besteht, daß wenigstens eine Öffnung am oberen und unteren Ende jeder der Kammern 16, in denen sich zu trocknende Elektroden befinden, vorgesehen ist, ist man doch darin flexibel, was man unter einer "Öffnung" verstehen kann. Der in Pig. 2 dargestellte obere Teil 10 des Batteriebehälters zeigt eine extreme Ausführungsmöglichkeit, bei der beide Enden der Kammern vollständig offen sind. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, weil es hierbei möglich ist, daß das Trockenmittel schnell durch den Behälter in einer Richtung (siehe Pig. 1) hindurchsbrömt, was man bisher nur erreichte, wenn man die Elektroden außerhalb des Batteriebehälters trocknete. Es sind jedoch auch andere Ausf ührungsformen möglich, die jedoch einen teilweisen Verschluß an einem oder beiden Enden der Kammern des Behälters vorsehen.

Eine Möglichkeit besteht darin, den Deckel des Batteriebehälters in einem Stück mit dem oberen Teil des Behälters auszubilden, wenn genügend große Öffnungen vorgesehen, sind, um die Elektroden und die Verbindungsstege einsetzen zu können. Diese Öffnungen sind an einem Ende des Behälters angebracht. Ein anderes Beispiel sind die üblichen Batterien, deren Behälter nur eine Öffnung anstelle von zwei Öffnungen gemäß der Zeichnung der vorliegenden Anmeldung aufweisen, wobei ein abnehmbarer Deckel mit AuslaßÖffnungen angebracht werden kann. Der in Pig. 2 zu sehende Deckel 27 besitzt AuslaßÖffnungen 41·

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Wenn die Auslaßöffnungen oder Abluftöffnungen im Boden vorgesehen sind, d.h.. in dem Teil des Batteriebehälters, der während des Trocknens unten, während des Gebrauchs der Batterie jedoch oben liegt, und nicht im Deckel des Behälters, bilden die Auslaßöffnungen eine Öffnung am unteren Ende des Behälters. Hach einem weiteren Beispiel könnte der in Fig. 2 dargestellte Deckel 27 fest auf dem oberen Teil 10 des Behälters vor dem Trockenvorgang angebracht werden, wobei die Auslaßöffnungen als die im oberen Ende des Behälters benötigte Öffnung verwendet werden können. Dies ist deshalb der Pail, weil wenigstens eine Öffnung sowohl am oberen als auch am unteren Ende jeder Kammer 16 des Behälters vorgesehen sein muß, wobei die Öff-

nungen zahlreiche Größen und Formen besitzen können.

Wenn der Deckel 27 auf den oberen Teil 10 des Behälters aufgesetzt wird, greifen auf dem Verbindungssteg 34 angeordnete Zentrierzapfen 36 und 38 in Öffnungen 40 des Deckels 27 ein.

Die in den einzelnen Kammern 16 angebrachten Elektrodenpakete 18 besitzen Anschlußlasehen 25, die mit Verbindungsstegen 26 im unteren Teil 12 des Behälters in Verbindung kommen können. Außerdem sind die Elektrodenpakete 18 mit isolierenden Trennplatten 24 zwischen den einzelnen Elektroden 20 und 22 versehen, die auch eingegossen werden können.

Obwohl in der Zeichnung eine mehrzellige Batterie dargestellt ist, kann die Erfindung auch auf einzellige Batterien Anwendung finden. Bei einzelligen Batterien befindet sich im Inneren des Batteriebehälters nur eine einzige Kammer zur Aufnahme einer elektrischen Zelle, d.h. der Behälter ist nicht durch Trennwände in mehrere Kammern unterteilt. Dementsprechend sind die Verbindungsstege auch nicht durch mehrere Kammern geführt oder durch Verbindungselemente untereinander verbunden. Sonst stimmt aber eine einzellige Batterie im Grundaufbau mit den oben beschriebenen mehrzelligen Batterien vollständig überein. Auch ist die Erfindung gleicherweise auf wieder aufladbare oder

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sekundäre bzw. Speicherbatterien und nicht wieder aufladbare oder primäre Batterien anwendbar.

Obwohl die vorliegende Erfindung von einer gleichzeitig von derselben Anmelderin eingereichten Erfindung unabhängig ist, kann diese Erfindung besonders zweckmäßig in Verbindung mit der gleichzeitig eingereichten weiteren Anmeldung verwendet werden. In dieser anderen Anmeldung ist ein Verfahren beschrieben, gemäß dem die Verbindungsstege sich durch die Trennwände im oberen Teil eines zweiteiligen Batteriebehälters erstrecken und die Elektroden mit den Verbindungsstegen innerhalb des Behälters verbunden werden. Dieses in der anderen Anmeldung beschriebene Verfahren ist unabhängig davon wie, wo und sogar ob die Elektroden während des Zusammenbaus der Batterie aufgeladen werden. Auch ist dieses Verfahren unabhängig davon wie, wo und sogar ob die Elektroden nach dem Aufladen getrocknet werden. Obwohl der obere Teil des in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung offenbarten Behälters sehr gut beim Durchführen der vorliegenden Erfindung geeignet ist, kann die vorliegende Erfindung ebensogut unter Verwendung eines oberen Behälterteiles durchgeführt wer.den, bei dem sich die Verbindungsstege nicht durch Trennwände innerhalb des Batteriebehälters erstrecken. Auch ist es zum Durchführen der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, daß der Batteriebehälter bei allen Ausführungsformen aus zwei Teilen besteht, denn es ist lediglich notwendig, daß der Behälter so ausgebildet ist, daß jeweils eine Öffnung an beiden Enden jeder eine elektrische Zelle aufnehmenden Kammer vorgesehen ist.

Wie bereits oben gesagt, ist es vorzuziehen, gemäß der vorliegenden Erfindung die zum Herstellen von Batterien erforderlichen Schritte in der Folge c), a), b) durchzuführen und auch in Verbindung mit der Erfindung aus der gleichzeitig eingereichten Anmeldung. Wenn man den oberen Teil 10 des Behälters mit Verbindungsstegen verwendet, die sich durch die Trennwände erstrecken, werden die Elektrodenpakete zunächst in den oberen Teil des Behälters eingesetzt und die Elektroden dann an die Verbindungsstege angeschlossen, woraufhin man die Elektroden

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auflädt und dieselben schließlich trocknet, indem man ein Trockenmittel in ein Ende des oberen Teiles dee Behälters einleitet und aus dem anderen Ende wieder entfernt, d.h. durch den oberen Teil des Behälters hindurchleitet.

Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens bestehen darin, daß das Trockenmittel nur in einer Richtung durch den Behälter strömt, daß der Behälter als Halterung oder Befestigung für die Elektroden während jedes der Schritte c), a) und b) dient und daß sowohl die Anzahl der Einzel behandlung en der Elektroden ais auch die Anzahl der elektrischen Anschlüsse und Unterbrechungen, die man zum Aufladen der Elektroden benötigt, auf ein Minimum herabgesetzt werden können.

Patentansprüche t

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Claims (2)

Patentansprüche: «J

1. Verfahren zum Trocknen von Batterieelektroden od. dgl., dadurch. gekennzeichnet, daß nan die Elektroden in einen Behälter oder Behälterteil einsetzt, der an zwei voneinander entfernten Stellen wenigstens je eine öffnung aufweist, und daß man duroh den auf diese Weise nit aufgeladenen Elektroden versehenen Behälter ein Trockenmittel von einer öffnung zur anderen öffnung in einer Weise hindurchströmen läßt, daß dasselbe über die zu trodeiendenElektroden in einer Eiohtung streicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet,daß die Elektroden vor dem Trooknen in einem Batteriegehäuse oder -behälter oder wenigstens einem Teil desselben untergebracht werden, der am oberen und am unteren Ende jeder Kammer zur Aufnahme elektrischer Zellen jeweils wenigstens eine Öffnung aufweist.

5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß man die Elektroden im oberen Teil eines zweiteiligen Behälters unterbringt, der wenigstens am oberen und am unteren Ende von Kammern je eine öffnung aufweist und in . jeder Kammer eine elektrische Zelle aus aufgeladenen Batterieelektroden, die getrocknet werden sollen, enthält, wobei das Trockenmittel vom oberen Ende eingeleitet und vom unteren Ende der Kammer abgeführt wird.

4· Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» daduroh gekennzeichnet, daß die Elektroden bzw. Elektrodenpakete vor dea Trooknen an Verbindungsstegen in den Kammern des Behälters befestigt werden.

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