DE2452948A1

DE2452948A1 - Galvanische zelle

Info

Publication number: DE2452948A1
Application number: DE19742452948
Authority: DE
Inventors: Sheridan Homer Greaser; Edwin Todd Russell
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Edgewell Personal Care Brands LLC
Priority date: 1973-11-13
Filing date: 1974-11-08
Publication date: 1975-09-25
Also published as: JPS5547200U; DE2452948C3; FR2251106A1; FR2251106B1; US3900340A; CA1026426A; JPS5079729A; DE2452948B2; GB1430907A; JPS5531742Y2; ES431852A1

Description

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Gzy/lia.

Union Carbide Corporation, New York, N.Y. 10017 / USA

Galvanische Zelle

Dia Erfindung betrifft eine galvanische Zelle, enthaltend, einen an einem Enöe geschlossenen und am anderen Ende offenen elektrisch leitenden zylindrischen Becher, ein in dem Becher angeordnetes spiralig aufgewickeltes Elektrodensystem aus einer bandförmigen Elektrode der einen Polarität und einer bandförmigen Elektrode der anderen Polarität, wenigstens zwei spiralig aufgewickelte Scheider, von denen wenigstens einer zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist und.wenigstens einer den äußeren Umfang der Wicklung umgibt, einen Elektrolyten in dem Becher wenigstens zwischen den beiden Elektroden, einen Deckel für den Becher, ein isolierendes dichtendes Teil zwischen dem Deckel und dem oberen Rande des Bechers, und einer elektrischen Leitung, die an der einen Elektrode und dem als Stromabnehmer oder als Stromzuführung dienenden Deckel befestigt ist.

Galvanische Zellen, vorzugsweise Nickel-Cadmium-Zellen, mit spiralig aufgewickelten" Elektroden sind bekannt. In vielen von diesen Zellen sind die aufgewickelten Elektroden in einem Gehäuse untergebracht, das als Stromabnehmer oder. Stromführung für die Zelle dient. In solchen Zellen ist die Elektrode der einen Polarität elektrisch leitend verbunden mit einem leitenden Teil des Gehäuses, und die Elektrode der anderen Polarität ist

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elektrisch leitend verbunden mit einem anderen Teil des Gehäuses, das gegen den ersten Teil des Gehäuses elektrisch isoliert ist. Der elektrische Kontakt zvischen jeder Elektrode und dem betreffenden Teil des Gehäuses wird in der Hegel gebildet durch einen biegsamen elektrisch leitenden Streifen, dessen eines Ende mit der Elektrode und dessen anderes Ende mit dem entsprechenden Teil des Gehäuses verbunden ist. Beim Zusammenbau dieser Zellen •werden die Streifen zunächst an den Elektroden angeschweißt oder sonstwie befestigt, worauf der Streifen an der äußeren Elektrode gewöhnlieh zurückgebogen wird über die äußere Schicht des Scheiders. Wenn die aufgewickelten Elektroden in das Gehäuse eingesetzt werden_s berührt der Streifen die innere Oberfläche des Gehäuses mit einem solchen Druck, daß er eine gute elektrische Verbindung herstellt. Dieser Streifen kann aber gelegentlich abbrechen, wenn die aufgerollten Elektroden in das Gehäuse eingesetzt werden. Hierdurch wird die Stromleitung in der Zelle unterbrochen oder der Streifen kann einen inneren Kurzschluß zwischen den zwei aufgewickelten Elektroden bewirken. Kurzschlüsse in der Zelle können auch stattfinden,

der
wenn Grate oder Vorsprünge / Elektroden den Scheider durchdringen.

Das Ausbohren der äußeren Elektrode und der damit verbundene Materialverlust beim Aufschweißen des leitenden Streifens führt zu einem elektrochemischen Ungleichgewicht und damit zu einem schlechten Verhalten der Zelle.

Es ist auch schon für Zellen mit einer starken Stromlieferung vorgeschlagen worden, mehrere Streifen an der äußeren aufgewickelten Elektrode zu befestigen, und zwar an derjenigen Seite, die dem geschlossenen Ende des üblichen Behälters anliegt. Wenn

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solche Streifen über oder unter der Oberfläche des äußeren Scheiders gebogen werden, so entsteht unter Druck ein Kontakt mit dem Boden und/oder mit der Seitenwandung des fächerförmigen Behälters. Die oben erwähnten Schwierigkeiten treten aber auch hierbei auf.

Ähnliehe Zellen sind in der US-PS 3 ^29 7^7 beschrieben. Eine leitende Feder ist in gebogener Form zwischen dem Bogen des Gehäuses und den dort befindlichen Streifen angeordnet und drückt die Streifen der Elektrode in elektrischem Kontakt auf den Boden der Zelle.

Aufgabe der Erfindung ist eine Zelle der beschriebenen Art, in welcher ohne leitende Streifen durch direkten Druck ein Kontakt zwischen der äußeren Elektrode und dem leitenden Gehäuse hergestellt ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine derartige Zelle mit Nickel und Cadmium. Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausführung der Zelle, bei welcher die wesentliche Ursache für Kurzschlüsse vermieden wird. *

Die Erfindung betrifft eine galvanische Zelle, insbesondere eine Nickel-Cadmiumzelle, in Kombination enthaltend einen elektrisch leitenden zylindrischen Becher, der an einem Ende geschlossen und am anderen Ende offen, ist, spiralig aufgewickelte Elektroden innerhalb des Bechers, wobei die eine Elektrode ein Band der einen Polarität und die andere Elektrode ein Band der anderen Polarität ist, wenigstens zwei Scheider, die alle spiralig umeinander öo gewickelt sind, daß wenigstens der eine der Scheider sich zwischen den beiden Elektroden be-

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findet und wenigstens einer der Scheider um den äußeren Umfang der Elektroden herumgewickelt ist, einen Elektrolyten in dem Becher wenigstens zwischen der ersten und der zweiten Elektrode, einen leitenden Deckel für den Becher, eine Isolierung zwischen dem Deckel und der oberen Wandung des Bechers, die gleichzeitig als Abdichtung dient, eine elektrische Leitung, die an der inneren Elektrode befestigt ist und mit ihrem anderen Ende an dem Deckel befestigt ist, der als Stromzuführung oder als Stromabnehmer dient.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Scheider wenigstens eine Öffnung angeordnet ist, die einen Teil der äußeren Elektrode derart freigibt, daß diese die innere Wandung des als zweiter Stromabnehmer oder als zweite Stromzuführung dienenden Bechers berührt.

Der Ausdruck "Elektrodenmaterial" bezeichnet das aktive Elektrodenmaterial, im Bedarfsfalle zusammen mit einem bandförmigen Träger. Der Ausdruck "Deckel" bezeichnet einen leitenden vollständigen Verschluß für den Becher oder Behälter oder eine leitende Kappe, die mit einem besonderen praktisch vollständigen Verschluß für den Becher verbunden ist.

Das spiralig aufgewickelte Elektrodensystem kann in üblicher Weise hergestellt werden. Bänder des Elektrodeninaterials, mit wenigstens einem Band von größerer Breite eines Scheidermaterials zwischen den beiden Elektroden werden zunächst an einem Teil ihrer Enden durch Ausbohren oder dergleichen befestigt. Dann wickelt man sie spiralig um das befestigte Ende. Das Band der

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äußeren Elektrode ist Üblichervreise länger als das der inneren Elektrode, damit die Enden der beiden Elektroden nach dem Aufwickeln sich etwa .überlappen. Dieses aufgewickelte Elektrodensystem wird dann entweder von einer unabhängigen Schicht eines äußeren Scheiders umhüllt, oder aber die äußere Elektrode hat wenigstens einen Scheider anliegend an ihrer äußeren Oberfläche, so daß nach dem Aufwickeln dieser letztere Scheider die oberste Schicht für das aufgewickelte Elektrodensystem bildet. Die innere Elektrode kann einen Streifen aufweisen, der beispielsweise nach der US-Patentschrift 2 95^ ²ii7 angeschweißt ist, oder einen leitenden Draht nach der US-Patentschrift 3 5iO 35.3, oder ähnliche Anordnungen zum Befestigen der Leitung, so daß diese in üblicher Weise mit einem Teil des Gehäuses verbunden werden kann, z.B. durch Anschweißen oder dergleichen. Dieser Teil des Gehäuses j üblicherweise der Deckel, dient als der eine Stromabnehmer oder die·eine Stromzuführung für die Zelle.

In dem äußeren Scheider ist ein Fenster oder eine Öffnung eingeordnet, so daß der darunterliegende Teil der äußeren Elektrode einen Teil der inneren Oberfläche des Gehäuses berührt, d.h. der inneren Wandung des Bechers oder Behälters, und zisar mit einem solchen Druck, daß eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Dieser Teil des Gehäuses der Zelle dient als zweiter Stromabnehmer oder als zweite Stromzuführung.

Das freigelegte Material der äußeren Elektrode ragt dadurch durch die Öffnung hindurch und bei"ührt die innere Wandung des Bechers, da die aufgewickelten Elektroden gewöhnlieh sehr dicht gewunden sind. Aus diesem Grunde wölbt sich das Elektrodenma-

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terial nach außen, z.B. dann, wenn Streckmetall als Träger für das aktive Elektrodenmaterial verwendet wird. Auch die zusammengepreßten inneren Schichten des Scheiders wirken als Pedern und tragen dazu hei, daß sich die freigelegten Teile der Elektrode nach außen wölben und einen Kontakt mit dem Becher herstellen. Die zusammengewickelten Elektroden und/oder die Scheider quellen auch, wenn sie den Elektrolyten absorbieren oder aufnehmen. Man kann alsG das aufgewickelte Elektrodensystem ohne Schwierigkeiten in trockenem Zustande in den Becher bringen, wobei es erst dann quillt, wenn es mit dem Elektrolyten benetzt wird. Ein erfolgreicher Weg zum- Zugeben des Elektrolyten verwendet Vakuum, wie es beispielsweise in der USA-Patontschrift 3 35^;* beschrieben ist. Bei einem anderen Verfahren gibt man einen Teil des Elektrolyten in den leeren Becher und den Rest später oben auf das zusammengewickelte Elektrodensystem, nachdem dieses in den Becher eingesetzt ist. Dieses Quellen des aufgewickelten Elektrodensystems sichert weiterhin den Kontakt zwischen der freigelegten Oberfläche der Elektrode durch die Öffnung in dem Scheider hindurch und der inneren Wandung des Bechers,

Es ist ferner möglich, die Öffnung so anzuordnen, daß sie sich über das Ende der äußeren Elektrode hinüber erstreckt. Die Grate am Ende des Elektrodenmaterials haben also die Möglichkeit, die innere Wandung des Bechers zu berühren, da das Ende der äußeren Elektrode leichter nach außen gewölbt oder gebogen wird, als die Oberfläche. Der hervorragende leere Abschnitt des Scheiders wird üblicherweise verwendet, um ein besonderes Kissen gegen die innere Elektrode zu bilden und um einen Kurzschluß durch Grate zu vermeiden.

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Die fensterförraigen Öffnungen können beliebige geeignete Formen haben, z.B. die Formen von Kreisen, Ellipsen, Quadraten, Rechtecken, Polygonen, Rauten und dergleichen. Vorzugsweise sind die Öffnungen kreisförmig und an einer vertikalen Achse parallel zu der Längsachse der Wicklung angeordnet, insbesondere etwa in der Mitte. Die Abmessungen und die Anzahl der Öffnungen können auch geändert werden in Abhängigkeit von den jeweiligen Abmessungen der Zelle. Die gesamte Oberfläche der Öffnungen muß nun genügen, um einen Kontakt zwischen der Elektrode und der inneren Wandung des Bechers herzustellen.

Die nachstehende Tabelle erläutert geeignete Flächen für die fensterförmigen Öffnungen in Zellen verschiedener Abmessungen.

Abmessung der Angenäherte Größe der fenster

Zelle ** förmigen Öffnungen (^)

AA (K40*) . 5,2

Sub-c (k6o*) . 6,5

D (K9O*) 16,8

N 1,3

* American National Standard C18.1-1972

** Eveready Battery Applications Engineering Data (Reference Manual) - 1971 Edition

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Zellen mit spiralig aufgewickelten Elektrodensysteraen können unter Verwendung verschiedener elektrochemischer Systeme hergestellt werden, z.B. nach Leclanche, mit Nickel und Cadmiuia, mit alkalischem Mangandioxyd, mit Nickel und Eisen, mit Nickel und Zink, und dergleichen. Erfindungsgemäße Zellen verwenden vorzugsweise ein Nickel-Cadniiuni-System. In ungeladenem Zustande besteht die innere oder positive Elektrode einer Nickel-Cadmium-Zelle aus dem Hydroxyd des zweiwertigen Nickels, die äußere oder negative Elektrode besteht aus Cadmluinliydrosyd und der Elektrolyt ist Kaliumhydroxyd. In aufgeladenem Zustande enthält die positive Elektrode das Hydroxyd des dreiwertigen Nickels und die negative Elektrode metallisches Cadmium.

Die negative Elektrode einer Nickel-Cadmium-Zelle kann nach einem Verfahren hergestellt werden, was in den USA-Patentschriften 3 3i.O 437 und 3 ^32 351 beschrieben ist. Hierbei wird als Träger in der Regel ein dünner Streifen aus Nickel oder aus mit Nickel überzogenem oder platiertem Stahl verwendet. Dieser Streifen weist Durchstiche auf und kann zu einem offenen Gitter aus Streckmetall auseinandergezogen werden. Bei starker Beladung mit aktivem Material ist der Trägerstreifen auf der einen, der Gitterseite, sichtbar, während auf der entgegengesetzten Seite nur das aktive Material sichtbar ist. Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird diese Elektrode vorzugsweise so orientiert, daß die Gitterseite sich außen befindet. Dadurch kann das aktive Material beim Einsetzen in den Becher weniger leicht abgeschabt werden, und der Kontakt von Metall zu Metall zwischen dem Träger und der inneren Wandung der Kammer ist besser, was besonders wichtig ist, um beim ersten Zusammenbau einen Kontakt mit geringem Widerstand- zu gewälir-

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leisten. Im zusammengebauten Zustande berühren also die freigelegten Teile des Trägergitters und das aktive Elektrodenmaterial die innere Wandung des Bechers, Die mengenmäßige Zusammensetzung dieser Elektrode ändert sich mit dein G-rade der Aufladung, und ist davon abhängig, ob das negative aktive Material in reduzierter Form als metallisches Cadmium oder in oxydierter Form als Cadmiuinoxyd oder Cadmiumhydroxyd vorliegt. Es wurde gefunden, daß während des Gebrauches₅ d.h.«, bei dauerndem Aufladen und Entladen, der Kontakt verbessert wird, da die Wickelung sich ausdehnt und auf den Kontakt ein stärkerer Druck ausgeübt wird. Das beim Aufladen regenerierte metallische Cadmium verbindet sich auch mit der Wandung des Bechers und mit dieser mehr oder weniger verbunden.

Die positive Elektrode kann hergestellt werden nach Verfahrenj wie sie beispielsweise in dfen USA-Patenten 3 310 437 und 3 432 55i beschrieben sind, oder man kann gesintertes Nickel imprägnieren, wie es bekannt ist. Die positive Elektrode weist üblicherweise einen leitenden Streifen auf, z.B. aus dünnem Nickel, der an der Längsseite des Elektrodenstreifens angeschweißt ist. Leim Einsetzen in den Becher ragt dieser Streifen aus dem oberen Ende des Bechers hervor. Das äußere Ende dieses leitenden Streifens kann dann in üblicher Weise an dem Deckel der Zelle befestigt werden, und zwar nach üblichen Verfahren wie Schweißen oder dergleichen.

Das Gehäuse der Zelle, welches wenigstens aus dem Becher und dem Deckel besteht, kann aus solchen Stoffen hergestellt werden wie Nickel und Nickellegierungen, Stahl, mit Nickel überzogener

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Stahl, mit Zinn überzogener Stahl und anderen leitenden Metallen und Metallegierungen und dergleichen. Es ist klar, daß in manchen Fällen der Becher und der Deckel aus verschiedenen ' Stoffen bestehen können.

Der Scheider in den erfindungsgemäßen Zellen, kann aus üblichem Material bestehen, z.B. aus Filzen oder Vliesen, aus Polyamidfasern, aus Modacrylfasern, aus Polypropylenfasern, aus verstärkten Fasern aus regenerierter Zellulose und dergleichen.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zellen.ist es nicht erforderlieh, den Streifen an die negative Elektrode anzuschweißen. Üblicherweise geschieht das Anschweißen so, daß zunächst mittels eines Luftstrahles das aktive Elektrodenmaterial an der Stelle entfernt wird, wo der Streifen befestigt werden soll. Dann preßt man diese Stelle, um ihre Dicke zu verringern und einige Grate abzuflachen, und verbindet schließlich den Streifen durch Punktschweißung mit diesem Teil. Durch das Entfernen eines Teiles des aktiven Materials der negativen Elektrode wird die Qualität der Zelle verschlechtert, da ein nicht ausbalanciertes elektrochemisches System entsteht. Zusätzlich können beim Zusammenbau Kurzschlüsse entstehen, da der Streifen gezogen wird oder Grate oder Vorsprünge entstehen. In erfindungsgemäßen Zellen wird durch Druck ein Kontakt zwischen der negativen Elektrode und der inneren Wandung einer Nickel-Cadmium-Zelle erreicht durch Herstellung einer Öffnung in der äußeren Schicht des umgebenden Scheiders, wobei die Notwendigkeit für Streifen oder dergleichen entfällt.

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Die Figuren zeigen beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt in auseinandergezogenera Zustande eine übliche galvanische Zelle mit einem spiralig aufgewickelten Elektrodensystem.

Fig. 2, hf 6 und 8 sind Vorderansichten von flachen Elektrodensystemen gemäß der Erfindung.

Fig. 3, 5, 7 und 9 sind Vorderansichten von entsprechenden aufgewickelten Elektrodensystemn gemäß der Erfindung.

Nach der Fig. 1 enthält die Zelle einen zylindrischen Becher 1, in welchen eine isolierende Scheibe 2 zur Isolierung des Bodens des Bechers 1 eingesetzt wird. Ein spiralig aufgewickeltes Elektrodensystem 3 enthält eine innere Elektrode At, üblicherweise die positive Elektrode, eine äußere Elektrode 5, üblicherweise die negative Elektrode, und einen Scheider β zwischen den Elektroden. Ein leitender Streifen 7 ist an der negativen Elektrode 5 angeschweißt. Ein ähnlicher leitender Streifen 8 ist an der positiven Elektrode h angeschweißt. Der leitende Streifen 7 ist über den äußeren Scheider 6 zurückgebogen, bevor man das Elektrodensystem 3 in den Becher einsetzt, so daß nach dem Einsetzen der Streifen 7 unter Druck einen Kontakt mit der inneren Wandung des Bechers bildet, welcher der negative Stromabnehmer oder die negative Stromzuführung ¹ bildet. Der Streifen 8 wird angeschweißt an einem Deckel 9 der Zelle, der den positiven Stromabnehmer oder die positive Stromzuführung bildet. Der Deckelring 10 aus beliebigem geeig-

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neten isolierenden Material wie Nylon oder dergleichen wird dann zwischen dem Deckel 9 und dem Becher 1 in üblicher Weise angebracht, dichtet d.en Becher 1 ab und isoliert den Becher 1 gegen den Deckel 9. Im zusammengebauten Zustande bildet also der Streifen 7 den Kontakt zwischen der negativen Elektrode 5 und dem Becher 1. Wie schon bemerkt, sind das Anschweißen des Streifens 7 an der negativen Elektrode 5 und die Verwendung des Streifens 7 als Kontakt zwischen der Elektrode 5 und. dem Becher 1 die Ursachen für ein schlechtes Verhalten der Zelle.

Die Fig. 2 zeigt ein flaches Elektrodensystem 20 aus einer ersten nicht abgebildeten flachen Elektrode und einer zweiten flachen Elektrode 21, und einem Scheider 22 zwischen den beiden Elektroden, mit einem äußeren Scheider 23» alle übereinander angeordnet und an einem Ende verbunden mittels eines üblichen Kernes 2k mit Schlitz. Eine kreisförmige Fensteröffnung 25 ist im Scheider 23 angeordnet, und gibt dadurch die Elektrode 21 frei. Die am Ende der Elektrode 21 befindlichen Grate 26 sind ebenfalls durch die Öffnung 25 freigelegt. Gerade diese Grate 26 am Ende der Elektrode werden am leichtesten nach außen gewölbt oder gebogen, und zwar leichter als die Oberfläche der Elektrode 21, wenn das flache Elektrodensystem spiralig um den Kern 24 aufgewickelt ist. Ein leitender Streifen 27 ist verbunden mit der ersten nicht abgebildeten flachen Elektrode und dient zur Verbindung dieser Elektrode mit dem Deckel der Zelle, wie es bei der Fig. 1 beschrieben ist. Die Fig. 3 zeigt die flache Elektrode 20 nach Fig. 2 in aufgewickeltem Zustande 28. Der freigelegte Teil der Elektrode 2± bildet durch die Öffnung 25 den Kontakt mit der inneren Wandung eines Bechers, wenn das aufgewickelte System 28 in den Becher eingesetzt ist. Da die Elektrode 21 sich durch die Öffnung 25 hindurch aufwölbt,

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well das System 28 sehr dicht gewickelt ist und weil Streckmetall als Träger verwendet wird, so findet dieses Aufwölben auch in aufgewickeltem Zustande statt. Die fensterartige Öffnung in dem äußeren Scheider kann in der Größe verschieden sein. Es kann auch eine kleinere durch gebrochene Linien angedeutete kreisförmige Öffnung 29 oder eine noch kleinere ebenfalls durch gebrochene Linien 30 angedeutete öffnung verwendet werden, wie es die Pig. 2 und 3 zeigen. Die genaue Größe der Öffnungen muß nur genügend sein,- um einen befriedigenden elektrischen Kontakt zwischen dem freigelegten Teil dor äußeren Elektrode und der inneren Wandung des Bechers herzustellen.

Die Pig. 4 und 5 zeigen ein Elektrodensystem in flachem Zustande 40 und in aufgewickeltem Zustande 41, wobei die einzelnen Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind wie in den Fig. 2 und 3» Lediglich die Öffnung 25 ist so angeordnet, daß die Grate 26 am Ende der Elektrode 21 nicht freigegeben sind. Wie schon gesagt, kann die.Abmessung"der Öffnung sich ändern. Sie kann auch ersetzt werden durch zwei oder mehr kleinere Öffnungen 42 und 43, wie es durch die gestrichelten Linien in den Fig. und 5 angedeutet ist. Auch hier ist es lediglich erforderlich, daß ein genügender Teil der Elektrode freigelegt ist, uvn eine gute elektrische Verbindung mit der inneren Wandung des Bechers herzustellen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Elektrodensystem in flachem Zustande 60 und in aufgewickeltem Zustande -61, wobei ebenfalls die einzelnen Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind wie in den Fig. 2 und 3. Die kreisförmige Öffnung·25 ist hier aber ersetzt durch eine rautenförmige Öffnung 62. Die Abmessungen

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dieser rautenförmigen Öffnung können auch verschieden sein, ebenso wie die Anzahl der Öffnungen für den jeweiligen Zweck.

Die Fig. 8 und 9 zeigen ein Elektrodensystem in flachem Zustande 80 und in aufgewickeltem Zustande 81, wobei ebenfalls die einzelnen Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind wie in den Fig. 2 und 3. Die kreisförmige Öffnung 25 ist hier ersetzt durch eine quadratische Öffnung 82. Die Abmessungen dieser Öffnung 82 oder die Anzahl solcher Öffnungen kann auch hier verschieden sein, was abhängig ist von den Abmessungen und Art der Zelle, in welcher das aufgewickelte Elektrodensystem verwendet werden soll.

Beispiel

7000 Nickel-Cadmiuni-Batterien mit je 5 Nickel-Cadmium-Zellen der Größe AA wurden erfindungsgemäß hergestellt. Jede Zelle enthielt in ungeladenem Zustande eine negative Elektrode aus Cadiniunihydroxyd, eine positive Elektrode aus dem Hydroxyd des zweiwertigen Nickels und einen Elektrolyten aus einer wässrigen Lösung von Kaliumhydroxyd. Der äußere Scheider des aufgewickelten Elektrodensystems jeder Zelle hatte eine kreisförmige Öff-

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nung von etwa 5>2 cm . Die Öffnung war etwa in der Mitte einer Achse parallel zu der Längsachse des Elektrodensystems angeordnet, und zwar derart, daß die Grate am Ende der negativen Elektrode freigelegt waren, wie es die Fig. 2 zeigt. Das spiralig aufgewickelte Elektrodensystem wurde in einen Becher der Größe AA eingesetzt. Hierbei berührte der freigelegte Teil der negativen Elektrode die innere Wandung des Bechers. Da die Öffnung fensterförmig war und nicht einen ganzen senkrechten Streifen über,der Elektrode bildete, konnte kein ,Teil des

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Elektrodengemisches dem oberen Teil des Bechers anhaften, wenn die Elektrode eingesetzt wurde. Die positive Elektrode der Zelle war elektrisch leitend verbunden mit dem Deckel der Zelle, wie es die Fig. 1 zeigt. ■

Alle 7000 Batterien wurden auf innere Kurzschlüsse geprüft, wobei keiner festgestellt wurde. Bei der Herstellung von ähnlichen Nickel-Cadmium-Zellen unter Verwendung eines Streifens an der negativen Elektrode, wie die Fig. 1 es zeigt, lag der Ausfall durch negativen Kontakt und Kurzschlüsse durch hohen Widerstand in dem Gebiet des negativen Streifens bei etwa k % aller hergestellten Zellen. Da jede Batterie fünf Zellen enthielt, ist ein Ausfall von 20 % der Batterien möglich.

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Claims

- 16 Patentansprüche

1. Galvanische Zelle, enthaltend einen an einem Ende geschlossenen und am anderen Ende offenen elektrisch leitenden zylindrischen Becher, ein in dem Becher angeordnetes sprialig aufgewickeltes Elektrodensystem aus einer bandförmigen Elektrode der einen Polarität und einer bandförmigen Elektrode der anderen Polarität, wenigstens zwei spiralig aufgewickelte Scheider, von denen wenigstens einer zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist und wenigstens einer den äußeren Umfang der Wicklung umgibt, einen Elektrolyten in dem Becher wenigstens zwischen den beiden Elektroden, einen Deckel für den Becher, ein isolierendes dichtendes Teil zwischen üem Deckel und dem oberen Rande des Bechers, und einer elektrischen Leitung, die an der einen Elektrode und dem als Stromabnehmer oder als Stromzuführung dienenden Deckel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Scheider wenigstens eine Öffnung angeordnet ist, die einen Teil der äußeren Elektrode derart freigibt, daß diese die innere Wandung des als zweiter Stromabnehmer oder als zweite Stromzuführung dienenden Bechers berührt.

2. Galvanische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die.·Öffnung oder die Öffnungen in dem äußeren Scheider das Ende der äußeren Elektrode freigeben.

3. Galvanische Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung oder die Öffnungen in dem äußeren Scheider kreisförmig, quadratisch, rechtwinklig oder rautenförmig sind.

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k. Galvanische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle eine Nickel-Cadmium-Zelle ist, und daß die innere Elektrode die positive Elektrode 1st,

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