DE3239755A1

DE3239755A1 - Traeger fuer die elektrochemisch aktive masse von bleiakkumulatoren

Info

Publication number: DE3239755A1
Application number: DE19823239755
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Chem. Dr. 3200 Hildesheim Aumayer; Werner 3204 Nordstemmen Eisenacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1984-05-03

Description

Träger für die elektrochemisch aktive Masse
von Bleiakkumulatoren Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Träger für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Träger bekannt (DE-OS 31 24 703J bei dem ein gitterförmiger Stromleiter zwecks seiner Verstärkung, Versteifung und Gewichtseinsparung mit Kunststoff-Abschnitten und wahlweise zusätzlich auch noch mit einem einseitig aufliegendem Kunststoff-Netz versehen ist. Beim Aufbau von Bleiakkumulatoren sind derartige mit elektrochemisch aktiver Masse gefüllte Träger verschiedener Polarität mittels Separatoren voneinander getrennt.
Weiterhin ist es bekannt, als Träger für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren einen kastenartigen Separator zu verwenden, in welchen ein Stromleiter als Gitter oder als Dickschicht eingebracht ist; der mit Stromleiter ausgestattete Separator ist anschließend mit der elektrochemisch aktiven Masse zu füllen (DE-OS 23 41 910). Aufgrund der Gestaltung eines solchen Separators ist ein solcher Masseträger relativ teuer.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Träger für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß er nicht nur verhältnismäßig leicht und stabil ist, sondern mit Einrichtungen der llassenproduktion einfach und billig herzustellen ist und eine montagefreundliche Baueinheit mit einem Separator bildet.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Ma#nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Trägers für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren möglich. Besonders vorteilhaft ist es,. wenn der Separator im Stromleiter-Kopfbereich und im Stromleiter-Bodenbereich mittels Kunststoff-Abschnitten verankert ist; die Kunststoff-Abschnitte im Stromleiter-Kopfbereich sind vorteilhafterweise durch Lücken voneinander getrennt, damit im Bleiakkumulator entstehende Gase hier entweichen können. Als Stromleiter eignen sich besonders Streckmetallgitter aus einer Bleilegierung, aber auch die weitverbreitet angewendeten gegossenen Bleigitter und solche mit Teilen aus Kunststoff.
Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die Draufsicht auf einen verkleinert dargestellten, erfindungsgemäßen Doppelträger für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren, der noch in einzelne Träger unterteilt werden muß, Figur 2 einen Querschn#tt durch den in Figur 1 gezeigten Träger nach der Linie II/II (die Dicke von Stromleiter und Separator ist zur Verdeutlichung überproportional vergrößert dargestellt), Figur 3 einen Längsschnitt durch den in Figur 1 gezeigten Träger nach der Linie III/III (die Dicke von Stromleiter und Separator ist zur Verdeutlichung auch hier überproportional vergrößert dargestellt) und Figur 4 die Draufsicht-auf eine andere Ausführungsform eines verkleinert dargestellten Doppelträgers für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren, welcher ebenfalls noch in einzelne Träger unterteilt werden muß.
Beschreibung der rRusführungsbeispiele Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Doppelträger 10 für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren besteht aus einem gitterförmigen Doppelstromleiter 11 und einem Separator 12; der Doppelstromleiter 11 ist mit dem Separator 12 durch Abschnitte 13 aus einem elektrolytbeständigen Kunststoff verbunden. Ein solcher Doppelträger 10 wird im Verlauf der Elektroden-Herstellung entlang einer Längstrennlinie 14 auseinandergeschnitten; dieses Auseinanderschneiden des Doppelträgers 10 wird bevorzugt erst dann ausgeführt, nachdem in den Doppelträger 10 die nicht dargestellte, elektrochemisch aktive Masse einpastiert und getrocknet wurde.
Beim Doppelstromleiter 11 wird bevorzugt von einem zum Stand der Technik gehörenden Streckmetallgitter ausgegangen (siehe z. B. US-PS 3 310 438), welches aus einer Bleilegierung hergestellt ist. Derartige Streckmetallgitter werden in bekannter Weise aus einem entsprechenden Bleiband gefertigt und bleiben als Band bis zum Unterteilen in einzelne Masseträger erhalten. Für das Unterteilen in Einzelträger werden die Doppelträger 10 dann entlang der Quertrennlinien 15 und entlang der bereits erwähnten Längstrennlinie 14 auseinandergeschnitten.
Die Einzelträger für die elektrochemisch aktive Masse sind mit 10/1 bzw. 10/2 bezeichnet. Der Doppelstromleiter 11 hat ein Gitterwerk 16, welches zur Verankerung der elektrochemisch aktiven Masse dient und dessen Durchbrüche als Massefelder 17 bezeichnet sind. An den beiden Längsseiten des Stromleiters 11 befindet sich jeweils ein Kopfbereich 18; dieser Kopfbereich 18 besteht aus einem an das Gitterwerk 16 angeformten Kopfstab 19 und einer daran angeformten Anschlußfahne 20. Die beiden Anschlußfahnen 20 jedes Doppelstromleiters 11 sind dabei in gleichem Abstand von einer Quertrennlinie 15 angeordnet, dienen während der Elektrodenplatten-Herstellung häufig als Fixierhilfe oder als Aufhängung in Transportmitteln und bilden beim Einzelträger 10/1 bzw. 10/2 den elektrischen Anschluß für die Verbindungen im Bleiakkumulator.
Im Bereich der Längstrennlinie 14 befinden sich die Bodenbereiche 21 der mit 11/1 bzw. 11/2 bezeichneten Einzelstromleiter; im vorliegendem Ausführungsbeispiel sind diese Bodenbereiche 21 als gemeinsam mit dem Gitterwerk 16 hergestellter Stab ausgebildet, welcher beim Trennen der Doppelträger 10 entlang der Längstrennlinie 14 aufgeschnitten wird.
Unter dem in Figur 1 dargestellten Doppelstromleiter 11.
liegt der Separator 12, welcher die opfbereiche 18 des Doppelstromleiters 11 überragt und aus einem geeignetem Material wie z. B. gesintertem, porösem Polyäthylen bestehen kann; ein solcher Separator 12 ist als Blatt 22 mit angeformten Rippen 23 ausgebildet und bevorzugt durch Extrudieren hergestellt. Die Rippen 23 des Separators verlaufen vorzugsweise in der Richtung vom Kopfbereich 18 zum Bodenbereich 21 des Einzelstromleiters 11/1 bzw. 11/2; anstelle des vorstehend beschriebenen Verlaufs der Rippen 23 auf dem Separator 12 können sie aber auch schräg angeordnet sein oder ein eingeprägtes Waffelmuster oder ähnliches bilden. Der Separator 12 liegt mit derjenigen Großfläche am Stromleiter 11 an, die keine Rippen 23 aufweist. Anläßlich der Fertigung der erfindungsgemäßen Doppelträger 10 wird der Separator 12 bevorzugterweise als bandförmiges Ausgangsmaterial dem ebenfalls bandförmigen Material für den Doppelstromleiter 11 zugeführt.
Die Verankerung zwischen dem Doppelstromleiter 11 und dem Separator erfolgt erfindungsgemäß durch Kunststoffabschnitte 13, die Bereiche des Doppelstromleiters 11 umfassen und mit der dem Doppelstromleiter 11 zugekehrten Großfläche des Separators 12 unlösbar verbunden sind. In bevorzugter Weise werden diese Kunststoffabschnitte 13 entlang der Kopfbereiche 18 und der Bodenbereiche 21 der Einzelstromleiter 11/1 bzw. 11/2 angeordnet, und zwar in Form von Streifen. Währen die Kunststoff-Abschnitte 13 nahe der Bodenbereiche 21 der Einzelstromleiter 11/1 bzw. 11/2 zumeist als durchlaufende Streifen ausgeführt werden, weisen die Kunststoffabschnitte 13 in den Kopfbereichen 18 Lücken 24 auf, die dem Durchlaß von in Bleiakkumulatoren entstehenden Gasen dienen. Als Material für die Kunststoffabschnitte 13 eignen sich bevorzugt elektrolytbeständige, thermoplastische Kunststoffe wie z. B. Polyäthylen und Polyvinylchlorid.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel eines solchen Doppelträgers 10 ist der Doppelstromleiter 1,5 mm dick und der Separator 12 hat ein Blatt 22 von 0,3 mm Stärke und einschließlich der Rippen 23 eine Dicke von 1 mm.
Für die Abschnitte 13 wurde Polyäthylen verwendet, wobei die Breite der Streifen 2 mm beträgt.
In der Figur 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ein Doppelträger 10' mit einem derartigen Doppelstromleiter 11', der bereits vor dem Verbinden mit dem Separator 12' entlang der Quertrennlinien 15' vom bandförmigen Ausgangsmaterial abgetrennt wurde. Außerdem ist der wiederum aus Streckmetall gebildete Doppelstromleiter 11' in seinem Bodenbereich 21' nicht - wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 3 - als metallischer Stab gestaltet, sondern das Gitterwerk 16' des Doppelstromleiters 11' ist im Bodenbereich 21' nur mit einem streifenförmigen Kunststoff-Abschnitt 13' versehen. Dieser im Bodenbereich 21' befindliche Kunststoff-Abschnitt 13' wird im Verlaufe des Elektroden-Herstellverfahrens entlang der Längstrennlinie 74' aufgeschnitten.
Die Anordnung der Kunststoff-Abschnitte 13' kann dem Anwendungszweck entsprechend variiert werden: Beim vorliegenden Beispiel ist zwischen dem Kunststoff-Abschnitt 13' im Bodenbereich 21' und den mit Lücken 24' versehenen Kunststoff-Abschnitt 13' im Kopfbereich 181 noch ein zusätzlicher mit Lücken 24' versehener Kunststoffabschnitt 13' angeordnet.
Die Kunststoff-Abschnitte 13, 13' werden bevorzugt auf den Doppelstromleiter 11 bzw. 11? aufextrudiert; anstelle des Extrudierens können die Kunststoff-Abschnitte 13, 13' aber auch durch Spritzgießen an Doppelst.romleiter 11, 11' und Separator 12, 12' befestigt werden.
Gemäß einem weiteren Herstellverfahren können die Kunststoff-Abschnitte 13, 13' nur erst am Doppelstromleiter 11, 11' angebracht werden, in einem weiteren Arbeitsgang kann dann der Separator 12, 12' an den Kunststoff-Abschnitten 13, 13' durch bekanntes Schmelzschweißen oder auch durch Ultraschallschweißen befestigt werden.
Es sei erwähnt, daß anstelle von Doppelstromleitern 11, 11' auch zum'Stand der Technik gehörende Doppelstromleiter 11, 11' in Form von Gießlingen Verwendung finden können (US-PS 2 716 146). Ebenfalls sind auch Doppelstromleiter 11, 11' bzw. Einzelstromleiter 11/1, 11/2, 11'/1, 11'/2 für deses Verfahren geeignet, welche Teile (Rahmen, Rippen) aus Kunststoff besitzen (DE-OS 29 32 335).

Claims

Ansprüche Träger für die elektrochemisch aktive Masse von Bleiakkumulatoren, mit einem gitterförmigen Stromleiter, der vorzugsweise aus einer Bleilegierung besteht und mit aus elektrolytbeständigem Kunststoff bestehenden Abschnitten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur auf einer einzigen Großfläche des Stromleiters (11 , 11') ein Separator (12, 12') aufliegt und mittels Kunststoff-Abschnitten (13, 13') befestigt ist, welche am Stromleiter (11, 11') und an der dem Stromleiter (11 , 1 1 zugewendeten Großfläche des Separators (12, 12') unlösbar verankert sind.
2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Abschnitte (13, -13') bevorzugt im Kopfbereich (18, 18') und im Bodenbereich (21, 21') des Stromleiters (11, 11') angeordnet sind.
3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kopfbereich (18 18') des Stromleiters (11, 11') befindlichen Kunststoff-Abschnitte (13, 13') durch Lücken (24, 24') unterbrochen sind.
4'. Träger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bodenbereich (21, 21') des Stromleiters (11, 11') befindliche Kunststoff-Abschnitt (13, 13') bevorzugterweise ein lückenloser Streifen ist.
5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (11, 11') ein gegossenes Gitter oder ein Streckmetallabschnitt ist.
6. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Abschnitte (13, 13') für die Festlegung des Separators (12, 12') am Stromleiter (11, 11') durch Extrudieren oder Spritzgießen hergestellt sind.
7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Separator (12, 12') und Stromleiter (11, 11') eine Schweißverbindung ist.