DE2941749A1 - Electrolytic battery cell with pressure burst section - has relief section in cover in shape of plus sign - Google Patents
Electrolytic battery cell with pressure burst section - has relief section in cover in shape of plus signInfo
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Abstract
Description
Galvanisches Element mit metallischem Gehäuse Galvanic element with metallic housing
Gegenstand der Erfindung ist ein galvanisches Element mit metallischem Gehäuse, welches mit einer bei einem bestimmten Zelleninnendruck ansprechenden Sollbruchstelle versehen ist.The invention relates to a galvanic element with a metallic one Housing with a predetermined breaking point that reacts to a certain internal cell pressure is provided.
Bei galvanischen Elementen ist eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Abbau eines unzulässigen oberdrucks bekannt, beispielsweise werden Sicherheitsventile, ReiBembranen oder scharfkantige Spitzen vorgesehen, die durch Scheiben hindurchgetrieben werden. Bei allen diesen Sicherheitsvorrichtungen ist es schwierig, bei niedrigen Herstellungskosten eine gute Reproduzierbarkeit des Ansprechdrucks zu erzielen und gleichzeitig auch eine ausreichende Dichtigkeit des Elements zu erhalten. Sicherheitsventile, die beispielsweise dann öffnen, wenn die Kraft auf einen Ventilkörper den Gegendruck einer Feder überschreitet, sind verhältnismäßig teuer und sie führen insbesondere oft zu Undichtigkeiten, bedingt durch die korrosiven Bestandteile des galvanischen Elements, beispielsweise den alkalischen Elektrolyten.In the case of galvanic elements, a large number of devices are used Reduction of an impermissible overpressure known, for example safety valves, Rubbing membranes or sharp-edged tips are provided, which are driven through discs will. With all of these safety devices it is difficult at low Manufacturing costs to achieve good reproducibility of the response pressure and at the same time to obtain a sufficient tightness of the element. Safety valves, which open, for example, when the force on a valve body decreases the counter pressure a spring is relatively expensive and they lead in particular often to leaks, caused by the corrosive components of the galvanic Element, for example the alkaline electrolyte.
Reißmembranen bringen zwar materialmäßig einen geringeren Aufwand mit sich, es ist allerdings auch bei solchen Reißmembranen außerordentlich schwierig, zu gewährleisten, daß die Zerstörung bei einem bestimmten Druck erfolgt.Tear membranes involve less effort in terms of material with itself, but it is extremely difficult even with such tear membranes, to ensure that the destruction takes place at a certain pressure.
Schließlich benötigen solche Sicherheitsvorrichtungen einen gewissen Raum, so daß bei vorgegebenem Gesamtvolumen das galvanische Element eine geringere Kapazität besitzt.After all, such safety devices need a certain Space, so that the galvanic element has a smaller one for a given total volume Capacity.
Einfache Kerben in den Wandungen haben den Nachteil, daß die Behälter; wandung in Richtung der Kerbe aufreißt und somit nach dem Nachlassen des Drucks eine Uffnung erhalten bleibt, so daß beispielsweise der Elektrolyt des Elements auslaufen kann. Bei solchen Einkerbungen in der Behälterwandung wird im Einprägungsbereich eine Materialverdichtung vorgenommen und bedingt durch diese Materialverdichtung lassen sich durch derartige Maßnahmen ebenfalls keine reproduzierbaren Ansprechwerte der Drucksicherung erzielen.Simple notches in the walls have the disadvantage that the container; wall tears in the direction of the notch and thus after the pressure has been released an opening is retained so that, for example, the electrolyte of the element can leak. In the case of such notches in the container wall, in the embossing area a material compaction made and caused by this material compaction Such measures also do not allow reproducible response values achieve the pressure protection.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein galvanisches Element mit einer Sollbruchstelle anzugeben, welche ohne hohen Aufwand herstellbar ist und dennoch eine hoheZuverlässigkeit besitzt. Die Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung soll insbesondere für kleine galvanische Elemente, beispielsweise für Knopfzellen geeignet sein und bei den verschiedensten elektrischen Systemen, seien es Nickel-Cadmium-Akkumulatoren oder Elemente mit organischem Elektrolyten,brauchbar sein.The invention is therefore based on the object of a galvanic element indicate with a predetermined breaking point, which can be produced without great effort and nevertheless has high reliability. The safety device according to the invention is intended in particular for small galvanic elements, for example for button cells be suitable and in a wide variety of electrical systems, be it nickel-cadmium batteries or elements with organic electrolyte, may be useful.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sollbnicbstelle eine rillenförmige, durch Materialabtragung gebildete Schwächung der Gehäusewandung ist und die Materialabschwächung ist vorzugsweise etwa im Zentrum von Boden oder Deckel des Gehäuses angebracht. Das galvanische Element besitzt ein rotationssynmetrisches oder prismatisches Gehäuse.This object is achieved according to the invention in that the Sollbnicbstelle a groove-shaped weakening of the housing wall formed by material removal and the material weakening is preferably approximately in the center of the ground or Cover of the housing attached. The galvanic element has a rotationally symmetrical one or prismatic housing.
Die Materialabtragung kann durch ein Fräsverfahren oder insbesondere durch Einbrennen mittels eines Laserstrahls hergestellt werden. Vorzugsweise wird diese Rille in die aus Stahl bestehenden Rohteile des Gehäuses eingebracht und anschließend erfolgt das übliche Vernickeln der Gehäuseteile.The material can be removed by a milling process or in particular can be produced by baking using a laser beam. Preferably will this groove is made in the steel raw parts of the housing and then the usual nickel-plating of the housing parts takes place.
Besonders vorteilhaft ist es, die Materialschwächung beispielsweise bei einer Knofpzelle so anzubringen, daß die gebildetedaß Rille gleichzeitig das übliche Polaritätssymbol der Zelle darstellt. Die Schwächung in Form des +Zeichens im Zellenboden oder Zellendeckel erfaßt sowohl die radiale als auch die tangentiale Komponente der Zugbeanspruchung im Boden oder Deckel. Selbstverständlich ist es möglich, die Rille auch in Form des Firmenzeichens in die Zellenwandung einzubringen. Das Einschneiden der Rille mittels einer Diamantscheibe, eines Gravierfräsers und insbesondere mittels eines Laserstrahls ist auch bei hohen Stückzahlen geeignet und läßt eine grobe Wiederholgenauigkeit zu.It is particularly advantageous to weaken the material, for example to be attached to a button cell in such a way that the groove formed is simultaneously the Represents the usual polarity symbol of the cell. The weakening in shape of the + sign in the cell bottom or cell cover covers both the radial and the tangential component of the tensile stress in the base or cover. Of course it is possible to make the groove in the shape of the company logo in the cell wall. The cutting of the groove using a diamond disc, an engraving cutter and in particular by means of a laser beam is also suitable for large quantities and allows a rough repeatability.
Ip der Figur ist der Gegenstand der Erfindung am Beispiel einer Nickel/ Cadmium-Knopfzelle mit einem Durchmesser von ca. 25 mm und einer Höhe von ca. 8 mm und einer Kapazität von 225 mAh schematisch erläutert.Ip of the figure is the subject of the invention using the example of a nickel / Cadmium button cell with a diameter of approx. 25 mm and a height of approx. 8 mm and a capacity of 225 mAh explained schematically.
Die Knopfzelle 1 ist mit nach oben gekehrtem Becher 2 dargestellt und läßt so die erfindungsgemäße Materialabtragung im Zentralbereich des Becherbodens - hier in der Form des + Zeichens -erkennen. Entlang den gekreuzten Rillen 3 ist die Wandstärke des Becherbodens um etwa die Hälfte reduziert.The button cell 1 is shown with the cup 2 facing up and thus leaves the material removal according to the invention in the central area of the cup base - recognize here in the form of the + sign. Along the crossed grooves 3 is the wall thickness of the cup base reduced by about half.
In ihren übrigen Bauteilen, bestehend aus dem Deckel 4, der positiven Elektrode 5, der negativen Elektrode 6, dem Scheider 7 und Elektrolytquellblatt 8, der Bodeneinlage 9, der Kontaktfeder 10 und dem Dichtungs ring 11, weicht die dargestellte Zelle nicht von den handelsüblichen Ausführungen ab.In its other components, consisting of the cover 4, the positive Electrode 5, negative electrode 6, separator 7 and electrolyte source sheet 8, the bottom insert 9, the contact spring 10 and the sealing ring 11, gives way to the cell shown does not deviate from the commercially available designs.
Eine solche übliche Knopfzelle besitzt beispielsweise einen Serstdruck von ca. 60 bar. Bei diesem Berstdruck wird der Zellendeckel explosionsartig abgesprengt. Gemäß der Frfindung ist im Zellenbecher das dort üblicherweise vorgesehene +Zeichen so eingearbeitet, daß eine Wandstärke von 0,05 mm verbleibt, bei einer übrigen Wandstärke des Bechers von ca. 0,35 mm. Bei dieser Restwandstärke von 0,05 mm öffnet sich die Sollbruchstelle ohne heftige Reaktion schon bei einer Druckbelastung von 15 bar. Bei einer Restwandstärke von 0,1 mm liegt der Ansprechdruck bei ca. 25 bar.Such a conventional button cell has, for example, an initial pressure of approx. 60 bar. At this bursting pressure, the cell lid is blown off explosively. According to the invention, the + sign usually provided there is in the cell cup incorporated in such a way that a wall thickness of 0.05 mm remains, with the remaining wall thickness of the cup of approx. 0.35 mm. With this remaining wall thickness of 0.05 mm, the opens Predetermined breaking point without violent reaction at a pressure load of 15 bar. With a residual wall thickness of 0.1 mm, the response pressure is approx. 25 bar.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2008078214A1 (en) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | The Gillette Company | Batteries |
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-
1979
- 1979-10-16 DE DE19792941749 patent/DE2941749A1/en active Granted
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DE2941749C2 (en) | 1989-12-28 |
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