Die Erfindung betrifft ein Elektrodenpaket für galvanisehe Elemente, insbesondere Akkumulatoren, mit einer Anzahl Elektrodenplatten, die zwischen einem zickzackförmig gefalteten Separatorband angeordnet sind und mit Elektrodenkontaktstreifen in Berührung stehen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Elektrodenpakets sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Elektrodenpakete mit im Zickzack gefalteten bandförmigen Separatoren sind an sich bekannt. So werden z. B. Elektroden der beiden Polaritäten in Streifenform unter Zwischenfügen eines bandförmigen Separators aufeinander gelegt und ausserdem die Aussenseiten der Elektroden mit bandförmigen Separatoren abgedeckt. Dann wird diese Einheit durch zickzackförmiges Falten zum Elektrodenpaket geformt (DAS 1 203 844). Diese Herstellung von Elektrodenpaketen ist nicht für alle Arten von Elektroden geeignet, da an den Knickstellen die aktive Masse der Elektroden leicht abbröckelt.
Bei einer anderen Form von Elektrodenpaketen (DAS 1 262 386) sind die durch Stege verbundenen Elektroden beidseitig mit den den Elektroden angepassten Separatorbändern abgedeckt. Dieser Elektrodensatz ist zickzackförmig gefaltet, und in diesen ist der ebenfalls zickzackförmig gefaltete andere Elektrodensatz kreuzweise gesteckt. Das Ineinanderstecken bedingt leicht Kurzschlüsse gegenüber dem Gehäuse, insbesondere wenn Plattensätze mit einer Vielzahl von dünnen Elektroden verwendet werden. Auch ist eine automatische Herstellung der Elektrodenpakete nur schwierig oder überhaupt nicht möglich.
Weiter wurden zickzackförmig gefaltete Elektrodenpakete hergestellt, bei denen die Elektroden jeder Polarität durch Stege verbunden sind (DAS 1 280 363). Dabei wird das Elektrodenband der einen Polarität vor dem Zusammendrücken mit einem U-förmigen, durchgehenden Separatorband umhüllt, darüber werden die Elektroden der anderen Polarität in Wechselfolge geschoben und dann die Einheit zickzackförmig gefaltet. Schon allein das Zusammenstecken der Elektroden beider Polaritäten in Wechselfolge macht die Herstellung des Elektrodenpaketes kompliziert und aufwendig. Auch müssen Stromableiter an den einzelnen Elektrodensätzen zusätzlich angebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektroden.
paket der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einfach aufgebaut ist und sich preiswert herstellen lässt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst,- dass die Elektrodenkontaktstreifen zu beiden Seiten des Separator bandes angeordnet und wie dieses zickzackförmig gefaltet sind, und dass die Elektrodenplatten abwechselnder Polarität in aufeinanderfolgenden Falten des Separatorbandes einge legt sind.
Das Herstellungsverfahren nach der Erfindung besteht darin, dass ein aus zwei Elektrodenkontaktstreifen und einem dazwischenliegenden Separatorband bestehendes Trennglied ziehharmonikaartig hin- und hergefaltet wird und in aufeinanderfolgende Falten Elektrodenplatten abwechseln der Polarität eingelegt werden, und dass das Ganze zu einem Paket zusammengedrückt wird. Eine erfindungsge mässe Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zeich net sich aus durch ein Rohr zum Aufnehmen des gefalteten
Trenngliedes mit eingelegten Elektrodenplatten, durch eine
Halteeinrichtung zum Festhalten der Hülse an einem Ende des Rohres, und durch einen in dem Rohr bewegbaren Stem pel.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher beschrie ben.
Fig. list eine Draufsicht auf ein Separatorband und die beiden Elektrodenkontaktstreifen, die zusammen ein Trennglied bilden;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine besondere Ausführungs- form eines Trenngliedes;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Trenngliedes von Fig. 2;
Fig. 4 und 5 zeigen im Axialschnitt eine Vorrichtung zum Herstellen des Elektrodenpakets in verschiedenen Betriebszu- ständen;
Fig. 6 ist ein Axialschnitt einer abgeänderten Ausführungs form einer Vorrichtung zum Herstellen eines Elektrodenpakets.
Das in Fig. 1 dargestellte Trennglied d besteht aus einem perforierten Separatorband a, auf dessen beiden Oberflächen Elektrodenkontaktstreifen b und c liegen. Diese Teile sind miteinander fest verbunden, z. B. durch Verkleben, Heiss pressen oder Nähen. Die Elektrodenkontaktstreifen b und c bestehen aus einer Gitterstruktur, einem Gewebe oder einer perforierten Folie aus Metall, z. B. aus Nickel, oder aus leitend gemachten Kunststoffen. Die Metallfolien können galvanoplastisch hergestellt sein.
Fig. 2 zeigt ein Trennglied für runde Elektroden in Draufsicht, wobei der Umriss des Separatorbandes an die Elektrodenform angepasst ist. Auch das Separatorband a ist an die Elektrodenform angepasst, ist jedoch durchgehend breiter als die Elektrodenkontaktstreifen b und c, um einen Kurzschluss zwischen denselben zu vermeiden.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Vorrichtung zum Herstellen des Elektrodenpaketes umfasst ein Rohr e, dessen Durchmesser etwas grösser ist als der Durchmesser der runden Elektrodenplatten f. Das Rohr ist aus zwei Rohrhälften zusammengesetzt, deren Trennkanten in einer durch die Längsachse des Rohres verlaufenden Ebene liegen.
Zunächst wird das Trennglied d zickzackförmig an den Verbindungsstegen zu einem ziehharmonikaartigen Gebilde gefaltet und in eine Rohrhälfte eingelegt. In die von den Ronden des Trenngliedes d gebildeten Zwischenräume werden Elektrodenplatten f eingelegt, so dass positive und negative Elektrodenplatten abwechselnd aneinander liegen. Danach wird die zweite Rohrhälfte aufgelegt und auf die eine Seite des Rohrs eine Hülse g aufgesetzt, die aus einem isolierenden Kunststoff hergestellt ist und am Boden und an den Seitenwänden Öffnungen i hat.
Vom anderen Ende des Rohres wird ein Stempel h in das Rohr eingeschoben, der das gefaltete Trennglied d und die Elektrodenplatten zusammenschiebt und das Ganze in die Hülse g hineinschiebt. Dabei wird das eine Ende eines Elektrodenkontaktstreifens durch die im Boden der Hülse g befindliche Öffnung i gesteckt, so dass dieses Ende beim Einsetzen des fertigen Elektrodenpaketes in ein Batteriegehäuse als Stromzuführung dienen kann.
Sobald ddas Elektrodenpaket ganz in die Hülse g hineingedrückt ist, wird diese von dem Rohr abgenommen und sodann die beiden Rohrhälften voneinander getrennt, so dass die Vorrichtung zum Herstellen eines nächsten Elektrodenpaketes vorbereitet ist.
Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen eines Elektrodenpaketes, bei dem ein konisch sich verjüngendes einteiliges Rohr i vorgesehen ist, welches in der einen Hälfte so weit ausgeschnitten ist, dass ein vorgefaltetes Trennglied und die Elektrodenplatten an dieser Stelle in das Rohr j eingelegt werden können.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Elektrodenpakete mit Masseelektroden, da hierbei die Elektrodenpresslinge ohne die sonst übliche Metallnetzummantelung verwendet werden können. Ausserdem lassen sich Elektrodenpakete mit einer grossen Anzahl von Elektrodenplatten leicht in einem Arbeitsgang herstellen.
Das Elektrodenpaket wird schliesslich in ein Zellenge häuse üblicher Bauart eingesetzt, wobei die beiden überstehenden Enden der Elektrodenkontaktstreifen b und c jeweils mit einem der beiden voneinander isolierten Teile eines Zellengehäuses in Verbindung stehen.
PATENTANSPRUCH 1
Elektrodenpaket für galvanische Elemente, insbesondere Akkumulatoren, mit einer Anzahl Elektrodenplatten, die zwischen einem zickzackförmig gefalteten Separatorband angeordnet sind und mit Elektrodenkontaktstreifen in Berührung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenkontaktstreifen (b, c) zu beiden Seiten des Separatorbandes (a) angeordnet und wie dieses zickzackförmig gefaltet sind, und dass die Elektrodenplatten (f) abwechselnder Polarität in aufeinanderfolgende Falten des Separatorbandes eingelegt sind.
PATENTANSPRUCH 11
Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenpaketes nach Patentanspruch 1, für galvanische Elemente, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus zwei Elektrodenkontaktstreifen und einem dazwischenliegenden Separatorband bestehendes Trennglied (d) ziehharmonikaartig hin- und hergefaltet wird und in aufeinanderfolgende Falten Elektrodenplatten abwech selnder Polarität eingelegt werden, und dass das Ganze zu einem Paket zusammengedrückt wird.
PATENTANSPRUCH 111
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Pa tentanspruch 11, gekennzeichnet durch ein Rohr (e) zum Auf nehmen des gefalteten Trenngliedes (d) mit eingelegten Elek trodenplatten (f), durch eine Halteeinrichtung zum Festhal ten einer Hülse (g) an einem Ende des Rohres, und durch einen in dem Rohr bewegbaren Stempel (h).
UNTERANSPRÜCH E
1. Elektrodenpaket nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenkontaktstreifen (b, c) und das Separatorband (a) fest miteinander verbunden sind und so ein Trennglied (d) bilden.
2. Elektrodenpaket nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Elektrodenkontaktstreifen über ein Ende des Separatorbandes hinausragt.
3. Elektrodenpaket nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Separatorband und die Elektrodenkon taktstreifen der Form der Elektrodenplatten angepasst sind (Fig. 2).
4. Elektrodenpaket nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenkontaktstreifen (b, c) perforiert sind.
5. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenkontaktstreifen galvanoplastisch hergestellt werden.
6. Verfahren nach Patentanspruch 11 zum Herstellen eines Elektrodenpakets für N i-Cd-Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, dass das ziehharmonikaartig gefaltete und mit in die Falten eingelegten Elektroden versehene Trennglied in eine Hülse (g) aus nicht leitendem Kunststoff gedrückt und die Hülse sodann mit einem perforierten Isolierdeckel verschlossen wird.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 111, gekennzeichnet durch ein aus zwei Halbschalen bestehendes Rohr, durch einen Stempel (h) zum Zusammendrücken des Elektrodenpakets, und durch eine Einrichtung zum Halten der Hülse (g) an an einem Ende des Rohres.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 111, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangsbereich des Rohres an der der angesetzten Hülse (g) gegenüberliegenden Rohrhälfte entfernt ist (Fig. 6).
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 111, dadurch gekenn zeichnet, dass das Rohr zu dem an die Hülse (g) angrenzen den Ende hin innen konisch verjüngt ist.
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The invention relates to an electrode package for galvanic elements, in particular accumulators, with a number of electrode plates which are arranged between a zigzag folded separator strip and are in contact with electrode contact strips. The invention also relates to a method for producing such an electrode packet and a device for performing the method.
Electrode packs with band-shaped separators folded in a zigzag are known per se. So z. B. electrodes of the two polarities placed on top of one another in strip form with the interposition of a band-shaped separator and also covered the outer sides of the electrodes with band-shaped separators. This unit is then formed into an electrode package by zigzag folding (DAS 1 203 844). This production of electrode packets is not suitable for all types of electrodes, since the active mass of the electrodes easily crumbles at the kinks.
In another form of electrode packets (DAS 1 262 386), the electrodes connected by webs are covered on both sides with the separator strips adapted to the electrodes. This set of electrodes is folded in a zigzag shape, and the other set of electrodes, which is also folded in a zigzag shape, is inserted crosswise into it. Plugging them into one another easily causes short circuits in relation to the housing, especially if plate sets with a large number of thin electrodes are used. Automatic production of the electrode packs is also difficult or impossible.
In addition, electrode packets folded in a zigzag shape were produced in which the electrodes of each polarity are connected by webs (DAS 1 280 363). The electrode band of one polarity is wrapped in a U-shaped, continuous separator band before being compressed, the electrodes of the other polarity are pushed over it in alternation and then the unit is folded in a zigzag shape. Simply plugging the electrodes of both polarities together in alternation makes the manufacture of the electrode package complicated and time-consuming. Current conductors also have to be attached to the individual electrode sets.
The invention is based on the object of an electrode.
To create a package of the type mentioned at the outset, which is simply structured and inexpensive to manufacture.
According to the invention, the object is achieved in that the electrode contact strips are arranged on both sides of the separator strip and are folded in a zigzag shape like this, and that the electrode plates of alternating polarity are placed in successive folds of the separator strip.
The manufacturing method according to the invention consists in that a separator consisting of two electrode contact strips and an intermediate separator band is folded back and forth like an accordion and electrode plates are inserted alternating polarity into successive folds, and the whole is compressed into a package. A device according to the invention for performing the method is characterized by a tube for receiving the folded
Separator with inserted electrode plates, through a
Holding device for holding the sleeve at one end of the tube, and by a movable stem in the tube.
The invention is illustrated below with reference to schematic
Drawings of an embodiment described in more detail ben.
1 shows a plan view of a separator strip and the two electrode contact strips which together form a separator;
2 is a plan view of a particular embodiment of a separator;
Fig. 3 is a side view of the separator of Fig. 2;
4 and 5 show, in axial section, a device for producing the electrode pack in different operating states;
Fig. 6 is an axial section of a modified embodiment of an apparatus for making an electrode package.
The separator d shown in FIG. 1 consists of a perforated separator strip a, on the two surfaces of which there are electrode contact strips b and c. These parts are firmly connected to one another, e.g. B. by gluing, hot pressing or sewing. The electrode contact strips b and c consist of a grid structure, a fabric or a perforated foil made of metal, e.g. B. made of nickel, or made of conductive plastics. The metal foils can be produced by electroplating.
2 shows a separator for round electrodes in plan view, the outline of the separator band being adapted to the shape of the electrode. The separator strip a is also adapted to the shape of the electrode, but is continuously wider than the electrode contact strips b and c in order to avoid a short circuit between them.
The device shown in FIGS. 4 and 5 for producing the electrode package comprises a tube e, the diameter of which is somewhat larger than the diameter of the round electrode plates f. The tube is composed of two tube halves, the separating edges of which lie in a plane running through the longitudinal axis of the tube.
First, the separating member d is folded in a zigzag shape at the connecting webs to form an accordion-like structure and inserted into a tube half. Electrode plates f are inserted into the spaces formed by the circular blanks of the separating element d, so that positive and negative electrode plates lie alternately against one another. Then the second pipe half is placed and on one side of the pipe a sleeve g is placed, which is made of an insulating plastic and has openings i on the bottom and on the side walls.
From the other end of the tube, a punch h is pushed into the tube, which pushes the folded separating member d and the electrode plates together and pushes the whole thing into the sleeve g. One end of an electrode contact strip is inserted through the opening i located in the bottom of the sleeve g so that this end can serve as a power supply when the finished electrode pack is inserted into a battery housing.
As soon as the electrode package has been pushed completely into the sleeve g, the latter is removed from the tube and the two tube halves are then separated from one another, so that the device is prepared for the production of the next electrode package.
6 shows a modified embodiment of a device for producing an electrode package, in which a conically tapering one-piece tube i is provided, one half of which is cut out so far that a pre-folded separating member and the electrode plates are inserted into the tube j at this point can be inserted.
The invention is particularly suitable for electrode packs with ground electrodes, since in this case the pressed electrodes can be used without the otherwise usual metal mesh covering. In addition, electrode packs with a large number of electrode plates can easily be produced in one operation.
The electrode package is finally inserted into a cell housing of the usual type, the two protruding ends of the electrode contact strips b and c each being connected to one of the two mutually insulated parts of a cell housing.
PATENT CLAIM 1
Electrode pack for galvanic elements, in particular accumulators, with a number of electrode plates which are arranged between a zigzag folded separator strip and are in contact with electrode contact strips, characterized in that the electrode contact strips (b, c) are arranged on both sides of the separator strip (a) and how these are folded in a zigzag shape, and that the electrode plates (f) of alternating polarity are inserted into successive folds of the separator tape.
PATENT CLAIM 11
Method for producing an electrode package according to claim 1, for galvanic elements, characterized in that a separating member (d) consisting of two electrode contact strips and an intermediate separator strip is folded back and forth like an accordion and electrode plates of alternating polarity are inserted into successive folds, and that Whole is compressed into a package.
CLAIM 111
Apparatus for carrying out the method according to patent claim 11, characterized by a tube (e) for taking on the folded separating member (d) with inserted electrode plates (f), by a holding device for holding a sleeve (g) at one end of the tube , and by a ram (h) which can be moved in the tube.
SUBClaims E.
1. Electrode package according to claim 1, characterized in that the electrode contact strips (b, c) and the separator strip (a) are firmly connected to one another and thus form a separator (d).
2. Electrode package according to claim 1, characterized in that each electrode contact strip protrudes beyond one end of the separator strip.
3. Electrode package according to claim 1, characterized in that the separator strip and the electrode contact strips are adapted to the shape of the electrode plates (Fig. 2).
4. Electrode package according to claim 1, characterized in that the electrode contact strips (b, c) are perforated.
5. The method according to claim 11, characterized in that the electrode contact strips are produced by electroplating.
6. The method according to claim 11 for producing an electrode package for Ni-Cd batteries, characterized in that the accordion-like folded and with electrodes inserted into the folds separator is pressed into a sleeve (g) made of non-conductive plastic and then pressed the sleeve with is closed with a perforated insulating cover.
7. The device according to claim 111, characterized by a tube consisting of two half-shells, by a punch (h) for compressing the electrode package, and by a device for holding the sleeve (g) at one end of the tube.
8. The device according to claim 111, characterized in that a circumferential region of the tube on the tube half opposite the attached sleeve (g) is removed (Fig. 6).
9. The device according to claim 111, characterized in that the tube is tapered conically on the inside towards the end of the sleeve (g) adjoining.
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