DE4229437C1 - Electrochemical storage battery for vehicle - has serially connected individual cells arranged in a casing screening the flat sides of the electrode plates of an individual cell from those of an adjoining cell - Google Patents

Electrochemical storage battery for vehicle - has serially connected individual cells arranged in a casing screening the flat sides of the electrode plates of an individual cell from those of an adjoining cell

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Abstract

The casing (6) on the insert side is closed by a cover spacing the positive and negative current conductor section (10) or a cast body. A support matrix extends as current conductor cross section (10) through the cover or cast mass. An over bridging part (7) joins the extending ends of two counter-poled unlined support matrices or adjacent individual cells (2). The over-bridging part (7) is integrated in the extending current conductor section (10) of the support matrix so that the counter-poled support matrices of adjoining individual cells (2) evolve into one another along a U-shaped bend. The support matrix is of a material with which the ratio of electrical conductivity to specific wt. is greater than 6000 Siemens per kilogram. It is pref. made of aluminium. USE/ADVANTAGE - An electro-chemical accumulator which is cost-favourable to produce, and has good mechanical stability with low circuit resistance.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Speicher mit seriell geschalteten Einzelzellen, wie er aus der gattungs­ gemäß zugrunde gelegten EP-OS 406 466 als bekannt hervorgeht.The invention relates to an electrochemical memory serially connected single cells, as it comes from the genus according to the underlying EP-OS 406 466 emerges as known.

Die EP-OS 406 466 betrifft einen elektrochemischen Speicher mit seriell geschalteten und scheibenförmig ausgebildeten Einzel­ zellen. Jede Einzelzelle weist jeweils eine positive und eine negative Elektrodenplatte auf, die durch eine auf eine Stütz­ matrix entsprechend ihres beabsichtigten Potentials aufgetra­ gene aktiven Masse gebildet ist. Die Elektrodenplatten einer Einzelzelle sind durch einen zwischen ihren Flachseiten ange­ ordneten Separator voneinander getrennt. Innerhalb einer einen Elektrolytentrog begrenzenden, taschenförmigen Umhüllung sind mehrere Einzelzellen elektrisch parallel zueinander zu einem Zellenblock angeordnet, womit die Kapazität innerhalb einer Umhüllung erhöht wird. In der kapazitäterhöhenden Anordnung weisen die jeweiligen Elektrodenplatten der Einzelzellen eine aufeinanderfolgende, sich in Quererstreckungsrichtung nahezu vollständig überdeckende und durch Separatoren voneinander ge­ trennte Ausrichtung auf. Zur Spannungserhöhung des elektro­ chemischen Speichers sind in Erstreckungsrichtung der Flach­ seiten mehrere Einzelzellen in voneinander getrennten Elektro­ lyttrog seriell hintereinander angeordnet, wobei die stromab­ leitseitigen Ränder gegenpoliger Elektrodenplatten benachbarter und in unterschiedlichen Elektrolyttrögen angeordneter Einzelzellen durch ein Überbrückungsteil elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Dazu wird das Überbrückungsteil über die entsprechende Seite der taschenförmigen Umhüllung, also der Elektrolytbehälterwand, geführt. Der Elektrolyttrog bildet gleichzeitig eine den Block der aneinander gereihten parallel geschalteten Einzelzellen aufnehmende und ihn mecha­ nisch stabilisierende Außenumhüllung. Ein solcher elektrochemischer Speicher weist bei serieller Schaltung zur Erreichung hoher Spannungen jedoch, bedingt durch den geringen Leitungsquerschnitt des Überbrückungsteiles, einen hohen Schaltungswiderstand auf. Ebenso ist aus diesem Grund die me­ chanische Stabilität eines solchen elektrochemischen Speichers, insbesondere bei Vibrationsbeanspruchungen, wie er bspw. bei einer Anwendung als Traktionsbatterie in einem Kraftfahrzeug unterliegt, zu gering bzw. nur mit einem ausgesteiften und da­ mit schweren Gehäuse gewährleistet.EP-OS 406 466 relates to an electrochemical memory serially connected and disc-shaped single cells. Each individual cell has one positive and one negative electrode plate on by a on a support matrix according to its intended potential gene active mass is formed. The electrode plates one Single cells are indicated by a between their flat sides ordered separator separated from each other. Within one Are pocket-shaped envelope limiting electrolyte trough several individual cells electrically parallel to one another Cell block arranged, which means the capacity within one Wrapping is increased. In the capacity-increasing arrangement have the respective electrode plates of the individual cells successive, almost in the transverse direction completely covering and separated by separators split alignment. To increase the voltage of the electro chemical storage are flat in the direction of extension side several single cells in separate electrical lyttrog arranged in series, the downstream edges of opposite polarity electrode plates of neighboring and arranged in different electrolyte troughs  Single cells electrically conductive through a bridging part are interconnected. This is the bridging part over the corresponding side of the pocket-shaped covering, that is, the electrolyte container wall. The electrolyte trough at the same time forms a block of the lined up parallel connected single cells and him mecha niche stabilizing outer casing. Such a Electrochemical memory with serial connection Reaching high voltages, however, due to the low Line cross section of the bridging part, a high Circuit resistance. Likewise, for this reason, the me mechanical stability of such an electrochemical storage, in particular with vibration stresses, such as in an application as a traction battery in a motor vehicle is subject to too little or only with a braced and there guaranteed with heavy housing.

Aus dem DE-GM 82 29 149.7 ist eine aus mehreren Zellenblöcken gebildete Batterie bekannt, wobei innerhalb eines Zellenblockes mehrere Elektrodenplatten einzelner parallel geschalteter Ein­ zelzellen angeordnet sind. Desweiteren sind innerhalb eines Zellenblockes immer zwei gleichnamige Elektrodenplatten durch einen im Querschnitt U-förmigen Halter verbunden, dessen äußere Schenkel gleichzeitig die Elektrodenplatten bilden. Der mitt­ lere Schenkel bildet die elektrisch leitende Verbindung zuein­ ander und weist gleichzeitig eine Stromableiterfahne auf, durch die alle gleichnamigen Elektrodenplatten eines Zellenblockes miteinander verbunden werden, womit wie bei der vorherigen Schrift die Kapazität des aus Einzelzellen gebildeten Zellen­ blockes erhöht ist. Bei dieser Ausgestalltung sind aber aus den einzelnen Zellenblöcken herausführende Stromableiterfahnen notwendig, womit eine komplizierte und recht teure Fertigung verbunden ist. DE-GM 82 29 149.7 is one of several cell blocks formed battery known, being within a cell block several electrode plates of individual parallel switched on cell cells are arranged. Furthermore, are within one Cell block always two electrode plates of the same name connected in cross-section U-shaped holder, the outer Legs simultaneously form the electrode plates. The middle The lower leg forms the electrically conductive connection to one another other and at the same time has a current collector flag, through the all electrode plates of the same name of a cell block be connected with each other, as with the previous one Font the capacity of the cells formed from single cells block is increased. With this configuration are from current arrester lugs leading out of individual cell blocks necessary, with which a complicated and quite expensive production connected is.  

Aus der DE 30 49 935 A1 (WO 81/01 078) ist ein elektrischer Ak­ kumulator bekannt, der mehrere Zellen mit positiven und nega­ tiven Platten umfaßt, wobei mehrere Platten in einem engen Kunststoffbeutel untergebracht sind. Durch die die Kapazität einer Zelle erhöhende Unterbringung mehrerer Platten in einem einzigen Kunststoffbeutel wird der Raum des Speichergehäuses wirtschaftlich ausgenützt. Die in den einzelnen Kunststoffbeu­ teln angeordneten Platten weisen jeweils eine nach außen abra­ gende Stromfahne auf, die entsprechend ihrer Polarität mitein­ ander und mit den zugehörigen Stromfahnen der in dem nächsten­ folgen Kunststoffbeutel angeordneten verbunden werden müssen. Soll mit einem derartigen Akkumulator eine hohe Spannung er­ reicht werden, so muß eine Vielzahl dieser Zellen miteinander in Reihe geschaltet werden. Daraus resultiert aber aufgrund des geringen Querschnittes der Stromableiterfahnen, deren mechani­ sche Stabilität gering und deren elektrischer Widerstand hoch ist, ein hoher Innenwiderstand des Speichers, weshalb dieser Akkumulator auch für hochvoltige Traktionsbatterien ungeeignet ist. Außerdem ist das Anbringen der Stromableiterfahnen auf­ wendig. From DE 30 49 935 A1 (WO 81/01 078) is an electrical Ak accumulator known, the multiple cells with positive and nega tive plates comprises, with several plates in a narrow Plastic bags are housed. By the capacity one cell - accommodating several plates in one single plastic bag becomes the space of the storage case exploited economically. The in the individual Kunststoffbeu arranged plates each have an outward abra current flag, which coincide with their polarity different and with the associated flags in the next follow plastic bags arranged to be connected. With such an accumulator, it should have a high voltage are sufficient, a large number of these cells must be together can be connected in series. However, due to the small cross section of the current collector tabs, their mechani cal stability low and their electrical resistance high is a high internal resistance of the memory, which is why this Accumulator also unsuitable for high-voltage traction batteries is. In addition, the attachment of the current collector tabs is on agile.  

Aus der DE 42 06 075 A1 ist eine elektrochemische Batterie be­ kannt, die eine Anzahl von Einzelzellen umfaßt, wobei eine jede Einzelzelle von einer Umhüllung umschlossen ist. In den Ein­ zelzellen wird die Elektrodenmasse von einem durch eine metal­ lische Platte gebildeten Kollektor aufgenommen, welcher Kol­ lektor teilweise in eine Isolatiermaterial-Aufnahmeschale ein­ gesetzt ist. Von dem Kollektor ragen Stromfahnen ab, die mit den Platten integriert sind. Auch in diesem Fall ist, aufgrund des geringen Querschnittes der Stromableiterfahnen, die mecha­ nische Stabilität gering und der Innenwiderstand unnötig hoch, weshalb auch diese Batterie aus diesen Gesichtspunkten insbe­ sondere für Traktionsbatterien ungeeignet ist.DE 42 06 075 A1 describes an electrochemical battery knows, which comprises a number of individual cells, each Single cell is enclosed by an envelope. In the one The cell mass is covered by a metal lische plate formed collector added, which col lecturer partially in an insulating material receptacle is set. Current flags protrude from the collector the plates are integrated. In this case too, is due the small cross section of the current collector tabs, the mecha nical stability low and the internal resistance unnecessarily high, which is why this battery in particular from these points of view is particularly unsuitable for traction batteries.

Aus der WO 87/04 011 ist eine weitere Batterie bekannt, bei der die Einzelnen Zellen durch Isolierwände voneinander getrennt sind. Auf die spezielle Ausbildung der Stromableiterfahnen, die zumindest teilweise für die mechanische Stabilität und für den Innenwiderstand der Batterie verantwortlich sind, wird in die­ ser Schrift jedoch nicht eingegangen. Another battery is known from WO 87/04 011, in which the individual cells are separated from each other by insulating walls are. On the special training of the current collector tabs at least partially for the mechanical stability and for the Internal resistance of the battery is responsible in the However, this writing was not received.  

In absehbarer Zeit werden aus Umweltschutzgründen im Betrieb emissionsfrei betreibbare Fahrzeuge immer wichtiger. Die dazu erforderlichen Batterien bzw. elektrochemischen Speicher müssen bei möglichst geringem Gewicht und Bauvolumen eine möglichst hohe Speicherkapazität aufweisen. Ferner sollte die Speicher­ spannung, damit die Betriebsströme bei den zu fordernden Lei­ stungen nicht zu hoch werden, etwa im Bereich von 180 V liegen, wofür also mindestens 120 Einzelzellen mit je 1,5 V Spannung in Serie geschaltet werden müssen. Bei den vorbekannten Bauarten ist damit aber ein großer kapazitätsbezogener Bauraum nötig.In the foreseeable future will be in operation for environmental protection reasons Emission-free vehicles are becoming increasingly important. The one required batteries or electrochemical storage one with the lowest possible weight and construction volume have high storage capacity. Furthermore, the memory voltage so that the operating currents at the Lei to be demanded not become too high, e.g. in the range of 180 V, which is why at least 120 individual cells with 1.5 V voltage each Series must be switched. With the previously known types however, a large capacity-related installation space is required.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrochemischen Speicher zu entwickeln, die bei kostengünstiger Fertigung und bei einem geringem Schaltungswiderstand eine gute mechanische Stabilität und einen geringeren kapazitätsbezogenen Bauraum aufweist.The object of the invention is an electrochemical Develop storage that is inexpensive to manufacture and a good mechanical with a low circuit resistance Stability and a smaller capacity-related installation space having.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem elektrochemischen Speicher mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst.The object is achieved with an electrochemical Memory with the characterizing features of claim 1 ge solves.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines elektrochemischen Speichers lassen sich auf baulich einfache Weise kapazitäts­ starke, nämlich scheibenförmig-großflächige Einzelzellen dar­ stellen, wobei eine gleichmäßige Stromableitung von extrem großflächigen Elektrodenplatten bei geringem Schaltungswider­ stand gewährleitet ist. Desweiteren kann dank der Vereinfachung kapazitätsstarker Einzelzellen auf großflächige Scheiben und dem Entfallen gesonderter Stromableiterfahnen oder dergleichen viel bisher notwendiger, baulicher und materialmäßiger Aufwand zur Darstellung kompakter kapazitätsstarker Einzelzellen ge­ spart werden, was dem kapazitätsbezogenen Gewicht und dem kapazitätsbezogenen Bauvolumen der anspruchsgemäßen elektro­ chemischen Speicher zugute kommt. Außerdem können die Elektrodenplatten denkbar einfach ausgebildet und hergestellt werden und die mechanische Stabilität der Zellenreihe auf der Stromableitungsseite ist erhöht.The inventive design of an electrochemical Storage can be constructed in a structurally simple manner strong, namely disk-shaped large-area single cells make a uniform current dissipation of extreme large-area electrode plates with low circuit resistance is guaranteed. Furthermore, thanks to the simplification high capacity single cells on large panes and the elimination of separate current collector tabs or the like much previously necessary, constructional and material expenditure to represent compact, high-capacity single cells be saved, what the capacity-related weight and the capacity-related construction volume of the demanding electro chemical storage benefits. In addition, the  Electrode plates designed and manufactured very simply and the mechanical stability of the cell row on the Current discharge side is increased.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt:The invention is based on a Darge in the drawings presented embodiment explained in more detail below. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrochemischen Speicher, Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive electrochemical storage,

Fig. 2 eine in einer taschenförmigen Umhüllung angeordnete Einzelzelle, Fig. 2 is a arranged in a pocket-shaped envelope individual cell,

Fig. 3 eine Ausschnittsvergrößerung der Einzelzelle nach Fi­ gur 2, Fig. 3 shows an enlarged detail of the single cell according to Fi gur 2,

Fig. 4 eine serielle Anordnung mehrerer Einzelzellen bei der Herstellung, Fig. 4 is a serial arrangement of several individual cells in the preparation,

Fig. 5 zwei durch ein Überbrückungsteil miteinander verbun­ dene Elektrodenplatten mit als Lochblende ausgebilde­ ter Stützmatrix (Zweierelektrode), Fig. 5, two by a bridging portion with each other verbun dene electrode plates having formed as an apertured diaphragm ter support matrix (two electrode)

Fig. 6 eine Zweierelektrode mit als Streckgitter ausgebilde­ ter Stützmatrix und Fig. 6 is a two-electrode with trained as expanded metal ter support matrix and

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Zweierelektrode nach Fig. 6. Fig. 7 shows a cross section through the two electrode according to Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrochemischen Speicher 1 dargestellt. Die Einzelzellen 2 des elektrochemischen Speichers 1 sind scheibenförmig recht­ eckig ausgebildet und mit ihren Flachseiten 9 deckungsgleich zu einem Block aneinander gereiht, wobei eine jede einzelne Ein­ zelzelle 2 innerhalb einer von ihr allein genutzten und einen Elektrolyttrog bildenden taschenförmigen Umhüllung 6 angeordnet ist. Jede Einzelzelle 2 weist eine positive (4) und eine nega­ tive Elektrodenplatte 4′ auf, die durch einen zwischengelegten Separator 3 voneinander getrennt sind. Die die benachbarten Einzelzellen 2 voneinander vollständig elektrisch isolierende Umhüllung 6 ist an der Einsteckseite der Elektrodenplatten 4, 4′ einer Einzelzelle 2 mit einem den positiven und den negativen Stromableitungsabschnitt 10 der Elektrodenplatten 4, 4′ ausspa­ renden Deckel 11 verschlossen. Dieser Verschluß kann in gün­ stiger Weise auch mit einer Vergußmasse erfolgen.In Fig. 1 is a longitudinal section through an inventive electrochemical storage 1. The individual cells 2 of the electrochemical memory 1 are disc-shaped, quite angular and are aligned with one another with their flat sides 9 to form a block, each individual cell 2 being arranged within a pocket-shaped envelope 6 used by itself and forming an electrolyte trough. Each individual cell 2 has a positive (4) and a negative electrode plate 4 ', which are separated from one another by an interposed separator 3 . The adjacent individual cells 2 completely electrically insulating sheath 6 is closed on the insertion side of the electrode plates 4 , 4 'of a single cell 2 with a positive and negative current dissipation section 10 of the electrode plates 4 , 4 ' spanning lid 11 . This closure can be done in gün stiger manner with a sealing compound.

Die Elektrodenplatten 4, 4′ werden durch Stützmatrizen 5 gebil­ det, die die aktive Masse 17 tragen. Die aktive Masse 17 kann hierbei auf der Stützmatrix 5 abgeschieden oder unter Zuhilfe­ nahme eines gesonderten, feinporigen, metallisierten Elektro­ dengerüstes 13, welches mit aktiver Masse 17 gefüllt ist, daran elektrisch leitend und mechanisch fest haftend befestigt sein. Zur Stromableitung (Pfeil 12) ist eine jede metallene oder me­ tallisierte, positiv und negativ gepolte Stützmatrix 5 über den stromableitungsseitigen Rand der jeweiligen Belegung oder Be­ schichtung mit aktiver Masse 17 auf der gesamten stromableit­ ungsseitigen Breite so weit verlängert und in diesem Bereich unbelegt bzw. unbeschichtet, so daß die "nackte" Stützmatrix 5 als Stromableitungsabschnitt 10 durch den Deckel 11 bzw. die Vergußmasse hindurchragt.The electrode plates 4 , 4 'are gebil det by supporting matrices 5 , which carry the active mass 17 . The active mass 17 can be deposited on the support matrix 5 or with the help of a separate, fine-pored, metallized electro dengerüstes 13 , which is filled with active mass 17 , attached to it electrically conductive and mechanically firmly adherent. For current dissipation (arrow 12 ), each metal or metalized, positive and negative polarized support matrix 5 is extended so far over the current dissipation-side edge of the respective assignment or coating with active mass 17 over the entire current-dissipation-side width and is unoccupied in this area or uncoated, so that the "bare" support matrix 5 protrudes as a current dissipation section 10 through the cover 11 or the sealing compound.

Die beiden gegenpoligen Stromableitungsabschnitte 10 benach­ barter Einzelzellen 2 sind zur seriellen Verschaltung der Ein­ zelzellen 2 mit einem Überbrückungsteil 7 miteinander verbun­ den, womit die Spannung des elektrochemischen Speichers 1 er­ höht wird. Das Überbrückungsteil 7 ist mit den Stromablei­ tungsabschnitten 10 zweier Stützmatrizen 5 von ungleichnamigen Elektrodenplatten 4, 4′ benachbarter Einzelzellen 2 baulich in­ tegriert. Eine solche Zweierelektrode weist einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei die Stromableitungsabschnitte 10 der Stützmatrizen 5 auf ihrer gesamten Breite ineinander übergehen und ein einziges Bauteil bilden. Hierbei ist besonders von Vorteil, daß der Widerstand dieser Reihenschaltung gegenüber der bisherigen Art wesentlich verringert ist. Des weiteren sind mit Hilfe der Zweierelektroden die Einzelzellen 2 zu einem ge­ samten Block aus seriell geschalteten und eng aneinanderge­ reihten Einzelzellen 2 zusammengefügt. Zur mechanischen Stabi­ lisierung ist der Block innerhalb einer den Block aufnehmenden Außenumhüllung 8 angeordnet, der die Einzelzellen 2 u. a. auch in Dichtungshöhe miteinander verspannt und stützt. Die beiden äußern Stromableitungsabschnitt 10 der äußeren beiden Einzel­ zellen 2 sind aus der Außenumhüllung 8 herausgeführt und mit dem positiven (16) und dem negativen Pol 16′ des elektro­ chemischen Speichers 1 verbunden.The two opposite-pole current discharge sections 10 neighboring single cells 2 are connected to the serial connection of the individual cells 2 with a bridging part 7 to each other, whereby the voltage of the electrochemical memory 1 is increased. The bridging part 7 is with the Stromabli processing sections 10 two supporting matrices 5 of electrode plates of the same name 4 , 4 'adjacent individual cells 2 structurally integrated in. Such a two-electrode has a U-shaped cross-section, the current dissipation sections 10 of the support matrices 5 merging into one another over their entire width and forming a single component. It is particularly advantageous that the resistance of this series circuit is significantly reduced compared to the previous type. Furthermore, the individual cells 2 are joined together with the aid of the two electrodes to form a whole block of series-connected and closely arranged individual cells 2 . For mechanical stabilization, the block is arranged within an outer casing 8 receiving the block, which braces and supports the individual cells 2, inter alia, also at seal height. The two outer current discharge section 10 of the outer two individual cells 2 are led out of the outer casing 8 and connected to the positive ( 16 ) and the negative pole 16 'of the electrochemical memory 1 .

In Fig. 2 ist eine Einzelzelle 2 mit einer Elektrodenplatte 4, 4′ einer benachbarten Einzelzelle 2 dargestellt, die durch ein Überbrückungsteil 7 zu einer teilvorgefertigten Stützmatrix 5 miteinander verbunden sind. Die beiden Elektrodenplatten 4, 4′ der ersten Einzelzelle 2 sind in eine taschenförmige Umhüllung 6 gesteckt, die aus einer flexiblen Kunststoffolie gebildet ist. Damit ist eine Produktionsvereinfachung verbunden, da bspw. Fertigungstoleranzen komfortabel ausgeglichen werden können und der Boden 20 direkt mit den Seiten der Umhüllung 6 verbunden ist. Die teilvorgefertigte und aus einem Streckmetall 5′′ gebildete, momentan einen L-förmigen Querschnitt aufweisende Stützmatrix dieses Ausführungsbeispieles wird entlang der Bie­ gestelle 22 zu einer einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Zweierelektrode umgebogen. In Fig. 2, a single cell 2 is shown with an electrode plate 4 , 4 'of an adjacent single cell 2 , which are connected by a bridging part 7 to a partially prefabricated support matrix 5 . The two electrode plates 4 , 4 'of the first single cell 2 are inserted into a pocket-shaped casing 6 , which is formed from a flexible plastic film. This simplifies production since, for example, manufacturing tolerances can be easily compensated for and the base 20 is connected directly to the sides of the casing 6 . The partially prefabricated and from an expanded metal 5 '' formed, currently having an L-shaped cross-section support matrix of this embodiment is bent along the bending frame 22 to a U-shaped cross-section having two electrodes.

Wie aus der Ausschnittsvergrößerung nach Fig. 3 ersichtlich ist, ist zwischen den beiden Elektrodenplatten 4, 4′ ein Sepa­ rator 3 angeordnet, der in diesem Fall mit ihm verbundene Ab­ stützungen 18 aufweist, die den Separator 3 gegen die beiden Elektrodenplatten 4, 4′ abstützt und so einen freien Raum für den Elektrolyten garantiert. An der aus Streckmetall 5′′ gefer­ tigten Stützmatrix ist im Bereich ihrer Belegung bzw. Be­ schichtung mit aktiver Masse 17 auf wenigstens der einen Flachseite 9 ein gesondertes, feinporiges, metallisiertes Elektrodengerüst 13 elektrisch leitend und mechanisch fest haftend befestigt, welches ebenfalls mit aktiver Masse 17 ge­ füllt ist. Dadurch wird die Gesamtoberfläche der aktiven Masse 17 und damit die Kapazität einer Einzelzelle 2 erhöht.As can be seen from the enlarged detail of Fig. 3, between the two electrode plates 4, 4 'a Sepa rator 3 is arranged, the Ab associated in this case with him subsidies 18 which connect the separator 3 against the two electrode plates 4, 4' supports and thus guarantees a free space for the electrolyte. At the support matrix made of expanded metal 5 '' made in the area of their occupancy or loading with active composition 17 on at least one flat side 9, a separate, fine-pored, metallized electrode structure 13 is attached in an electrically conductive and mechanically firmly adhering manner, which is also with active composition 17 is filled. This increases the total surface area of the active mass 17 and thus the capacity of an individual cell 2 .

In Fig. 4 ist die Fertigung dieses elektrochemischen Speichers 1 dargestellt, die eine weiteren Vorteil der Erfindung dar­ stellt, da sie vollautomatisierbar, einfach und kostengünstig ist. Bei der Herstellung wird die horizontal liegende Stützma­ trix 5 der in Arbeit befindlichen Einzelzelle 2 mit dem geson­ derten Elektrodengerüst 13 belegt, wobei diese Stützmatrix 5 durch ein Überbrückungsteil 7 mit der Stützmatrix 5 der fer­ tigen Einzelzelle 2 zu einer einzigen, im Querschnitt L- förmigen Stützmatrix einer Zweierelektrode verbunden ist. Die Befestigung des Elektrodengerüstes 13 an einer Stützmatrix 5 einer Elektrodenplatte 4, 4′ erfolgt durch Festkrallen mittels einer Vielzahl von aus der Stützmatrix 5 ausgestanzten Nadel­ zungen 15, 15′, die zunächst bürstenartig aufgestellt und nach dem Aufstecken des Elektrodengerüstes 13 mit ihrem überstehen­ den Ende umgebogen sind. Die umgebogenen Enden der Nadelzungen 15, 15′ können innerhalb des Elektrodengerüstes 13 - siehe Na­ delzunge 15′ - bis hin an die separatorseitige Oberfläche des Elektrodengerüstes 13 umgebogen sein, wobei sie dann maximal mit dieser Oberseite fluchtend abschließen - siehe Nadelzunge 15 -. Bei den mit der Oberseite fluchtenden Nadelzungen können gleichzeitig zum Abstützen oder örtlichen Fixieren des Separa­ tors vorgesehen sein. Auf dieses Elektrodengerüst 13 wird der Separator 3 gelegt, worauf wiederrum das nächste Elektrodenge­ rüst 13 mit daran angeordneter Stützmatrix 5 folgt. Außer bei der letzten Einzelzelle 2 weisen alle Stützmatrizen den L- förmigen Querschnitt der Stützmatrix der Zweierelektroden auf. Nachdem die zweite Elektrodenplatte 4, 4′ der in Arbeit befind­ lichen Einzelzelle 2 aufgelegt ist, wird die Umhüllung 6 über das Elektrodenpaar geschoben und der Boden 20 und der Deckel 11 dichtend angebracht. Hierbei hat es sich als günstig erwiesen, den Boden 20 und/oder den Deckel 11 mit Führungs- oder Ju­ stierleisten für den Separator 3 tz versehen. Weiterhin ist es von Vorteil, den Deckel 11 konisch auszubilden, da hierbei die Umhüllung 6 vorgespannt wird. Anstatt eines Deckels 11 ist es auch möglich, die Einstecköffnung der Umhüllung 6 zu vergießen. In den Deckel 11 bzw. in der Verschlußmasse kann in vorteil­ hafterweise auch ein Rekombinator 19 angeordnet sein, der günstigerweise mit einer Führung bzw. einem Ein- oder Durch­ schub für den Separator 3 versehen ist. Nach dem Verschluß der Umhüllung 6 wird das Überbrückungsteil 7 um die parallel zu den Flachseiten 9 der Elektrodenplatten 4, 4′ bzw. zu denen der Einzelzellen 2 liegende Achse der Biegestelle 22 gebogen, womit eine jede Einzelzelle 2 dann eng an der Wandung der zuvor fer­ tiggestellten Einzelzelle 2 anliegt. Damit ist zusätzlich zu der später erfolgenden Stabilisierung durch die Außenumhüllung 8 die Steifigkeit des elektrochemischen Speichers 1 erhöht. Die fertigen Einzelzellen 2 rücken eine Stelle weiter und der Her­ stellungsvorgang beginnt an dem freien Schenkel der L-förmigen Stützmatrix 5 der Zweierelektrode erneut. Die Stützmatrixen 5 der frei bleibenden äußeren Stromableitungsabschnitte 10 der äußeren beiden Einzelzellen 2 können in ihrem Querschnitt den jeweiligen Bedürfnissen frei angepaßt werden. In Fig. 4, the manufacture of this electrochemical memory 1 is shown, which represents a further advantage of the invention, since it is fully automated, simple and inexpensive. In the manufacture, the horizontally lying Stützma trix 5 of the single cell 2 being worked on is covered with the special electrode frame 13 , this support matrix 5 being formed by a bridging part 7 with the support matrix 5 of the finished single cell 2 into a single, L-shaped cross section Support matrix of a two-electrode is connected. The attachment of the electrode frame 13 to a support matrix 5 of an electrode plate 4 , 4 'is done by claws by means of a plurality of punched out of the support matrix 5 needle tongues 15 , 15 ', which are initially set up like a brush and after plugging the electrode frame 13 with their survive the end are bent. The bent ends of the needle tongues 15 , 15 'can be bent inside the electrode frame 13 - see Na delzunge 15 ' - up to the separator-side surface of the electrode frame 13 , in which case they are flush with this upper side - see needle tongue 15 -. When aligned with the top of the needle tongues can be provided at the same time for supporting or local fixing of the separator. In this electrode structure 13 of the separator 3 is placed on which in turn the next Elektrodenge Rüst 13 follows with arranged thereon support matrix. 5 Except for the last single cell 2 , all support matrices have the L-shaped cross section of the support matrix of the two-electrode system. After the second electrode plate 4 , 4 'of the single cell 2 in work is placed, the covering 6 is pushed over the pair of electrodes and the bottom 20 and the lid 11 are sealingly attached. It has proven to be advantageous to provide the bottom 20 and / or the cover 11 with guide or Ju bull bars for the separator 3 tz. Furthermore, it is advantageous to make the cover 11 conical, since in this case the covering 6 is prestressed. Instead of a cover 11 , it is also possible to shed the insertion opening of the casing 6 . In the lid 11 or in the sealing compound, a recombiner 19 can advantageously also be arranged, which is advantageously provided with a guide or an insertion or push-through for the separator 3 . After the closure of the sheath 6 , the bridging part 7 is bent about the axis of the bending point 22 lying parallel to the flat sides 9 of the electrode plates 4 , 4 'or to those of the individual cells 2 , so that each individual cell 2 then closely to the wall of the previously fer single cell 2 is present. This increases the rigidity of the electrochemical storage device 1 in addition to the stabilization that takes place later due to the outer casing 8 . The finished single cells 2 move one place further and the manufacturing process starts again on the free leg of the L-shaped support matrix 5 of the two-electrode. The cross-section of the support matrixes 5 of the remaining outer current discharge sections 10 of the outer two individual cells 2 can be freely adapted to the respective requirements.

Die Füllung der Einzelzellen 2 erfolgt anschließend bzw. bei Inbetriebnahme des elektrochemischen Speichers 1. Dazu wird der Deckel 11 bzw. die Vergußmasse durchstochen und die Einzelzel­ len 2 mit dem Elektrolyten gefüllt. Die Füllöffnungen können offen bleiben, verschließen bei elastischen Materialien für die Vergußmasse von selbst oder werden, um eine geschlossene Ein­ zelzelle 2 zu erhalten, verschlossen. Ein erforderlicher Volu­ menausgleich erfolgt durch eine Deformation der Umhüllung 6, weshalb der spaltförmige Hohlraum zwischen zwei benachbarten Einzelzellen eines elektrochemischen Speichers 1 nach Fig. 4 von besonderem Vorteil ist.The individual cells 2 are then filled or when the electrochemical memory 1 is started up . For this purpose, the lid 11 or the potting compound is pierced and the individual cells 2 are filled with the electrolyte. The filling openings can remain open, close with elastic materials for the sealing compound by themselves or, in order to obtain a closed single cell 2 , closed. A necessary volume compensation takes place through a deformation of the casing 6 , which is why the gap-shaped cavity between two adjacent individual cells of an electrochemical memory 1 according to FIG. 4 is of particular advantage.

Der beschriebene Aufbau des elektrochemischen Speichers 1 ist unabhängig von der aktiven Masse 17 und ob es sich hierbei um einen trockenen oder einen nassen Typ eines elektrochemischen Speichers 1 handelt. Bei nassen elektrochemischen Speichers 1 kann es sich bspw. um Blei/Bleioxid mit Schwefelsäure als Elektrolyten oder NiOOH und Cadmium bzw. Zink oder Eisen mit Lauge handeln.The structure of the electrochemical memory 1 described is independent of the active mass 17 and whether it is a dry or a wet type of electrochemical memory 1 . Wet electrochemical storage 1 can be, for example, lead / lead oxide with sulfuric acid as electrolytes or NiOOH and cadmium or zinc or iron with lye.

Da die Stützmatrizen 5 gegebenenfalls der Korrosion unterlie­ gen, sind sie nötigenfalls durch eine geeignete galvanische Beschichtung 23 gegen den Elektrolyten korrosionsbeständig ge­ macht. Um ein möglichst geringes Gesamtgewicht des elektro­ chemischen Speichers 1 bei hoher Kapazität zu erreichen, sind die Stützmatrizen 5 der Einzelzellen 2 in vorteilhafter Weise aus einem Material gefertigt, dessen Verhältnis von elek­ trischer Leitfähigkeit zu spezifischem Gewicht größer als 6000 Siemens pro Kilogramm ist. Hierfür eignen sich vor allem Me­ talle, die wie oben erwähnt gegebenenfalls korrosionsgeschützt werden müssen. Insbesondere eignet sich hierfür Aluminium. Die korrosionsschützende Beschichtung 23 bei den Metallen erfolgt günstigerweise mit Chrom, Nickel oder Eisen. Since the supporting matrices 5 are subject to corrosion, if necessary, they are made corrosion-resistant by a suitable galvanic coating 23 against the electrolyte. In order to achieve the lowest possible total weight of the electrochemical storage 1 at high capacity, the support matrices 5 of the individual cells 2 are advantageously made of a material whose ratio of electrical conductivity to specific weight is greater than 6000 Siemens per kilogram. For this purpose, especially metals are suitable, which, as mentioned above, may need to be protected against corrosion. Aluminum is particularly suitable for this. The corrosion-protective coating 23 for the metals is advantageously carried out with chromium, nickel or iron.

Die Stützmatrizen der Einzelzellen 2 können aus Lochblechen 5′ (siehe Fig. 5) oder aus Streckmetallen 5′′ (siehe Fig. 6 und 7) gebildet werden. Der Lochanteil in der aus Lochblechen 5′ oder aus Streckmetallen 5′′ bestehenden Stützmatrizen nimmt in Richtung der Stromableitung (Pfeil 12) ab. Ferner ist es gün­ stig, den stromleitenden Querschnitt in Richtung der Stromab­ leitung (Pfeil 12) zunehmend auszubilden, wie es anhand des sich in Stromableitungsrichtung V-förmig erweiternden Quer­ schnittes des Lochbleches 5′ ersichtlich ist. Das Lochblech 5′ nach Fig. 5 weist ferner noch eine seine gesamte Oberfläche bedeckende, korrosionsbeständige Beschichtung 23 auf. Diese Beschichtung 23 ist in dem im Elektrolyten angeordneten Bereich ihrer Flachseiten 9 noch mit einem gesonderten feinporigen, metallisierten Elektrodengerüst 13 beaufschlagt, das elektrisch leitend und mechanisch fest haftend befestigt und mit aktiver Masse 17 gefüllt ist.The support matrices of the individual cells 2 can be formed from perforated sheets 5 '(see Fig. 5) or from expanded metals 5 ''(see Figs. 6 and 7). The proportion of holes in the support matrices made of perforated plates 5 'or expanded metal 5 ''decreases in the direction of current dissipation (arrow 12 ). Furthermore, it is gün stig, the current-conducting cross-section in the direction of the Stromab line (arrow 12 ) increasingly form, as can be seen from the V-shaped widening direction of cross-section of the perforated plate 5 '. The perforated plate 5 'of FIG. 5 also has a corrosion-resistant coating 23 covering its entire surface. In the region of its flat sides 9 arranged in the electrolyte, this coating 23 is also acted upon by a separate, fine-pored, metallized electrode frame 13 , which is attached in an electrically conductive and mechanically firmly adhering manner and is filled with active composition 17 .

Claims (11)

1. Elektrochemischer Speicher mit seriell geschalteten und scheibenförmig ausgebildeten Einzelzellen,
bei dem jede Einzelzelle jeweils eine positive und eine nega­ tive, durch einen zwischengelegten Separator voneinander ge­ trennte Elektrodenplatte 4, 4′ enthält, wobei die einzelnen Elektroplatten durch eine auf eine Stützmatrix entsprechend ihres beabsichtigten Potentials aufgetragene aktiven Masse ge­ bildet ist,
bei dem die stromableitseitigen Ränder gegenpoliger Elektro­ denplatten benachbarter Einzelzellen durch ein über eine ent­ sprechende Seite einer taschenförmigen Umhüllung geführtes Überbrückungsteil elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
ferner mit einer den Block der aneinander gereihten Einzelzel­ len aufnehmenden und ihn mechanisch stabilisierenden Außenum­ hüllung,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede einzelne Einzelzelle (2) durch die jeweilige Umhüllung (6) vollständig von der jeweils benachbarten Einzelzelle (2) abgeschirmt ist, wobei die Einzelzellen (2) mit ihren Flach­ seiten (9) deckungsgleich aneinandergereiht sind,
daß die Umhüllung (6) an der Einsteckseite mit einem den po­ sitiven und den negativen Stromableitungsabschnitt (10) aus­ sparenden Deckel (11) oder einer Vergußmasse verschlossen ist,
daß die Stützmatrix (5) über den stromableitungsseitigen Rand der jeweiligen Belegung oder Beschichtung mit aktiver Masse (17) auf der gesamten stromableitungsseitigen Breite so weit verlängert und in diesem Bereich unbelegt bzw. unbeschichtet ist, daß die Stützmatrix (5) als Stromableitungsquerschnitt (10) durch den Deckel (11) bzw. die Vergußmasse hindurchragt und
daß das Überbrückungsteil (7) die herausragenden Enden zweier gegenpoliger mit aktiver Masse (17) unbelegter Stützmatrizen (5) benachbarter Einzelzellen (2) auf ihrer gesamten Breite miteinander verbindet.1. electrochemical memory with series-connected and disc-shaped individual cells,
in which each individual cell contains a positive and a negative electrode plate 4, 4 'separated from one another by an interposed separator, the individual electrical plates being formed by an active mass applied to a support matrix in accordance with their intended potential,
in which the current-carrying edges of counterpole electrode plates of adjacent individual cells are connected to one another in an electrically conductive manner by a bridging part guided over a corresponding side of a pocket-shaped sheath,
furthermore with an outer casing which receives the block of the lined up individual cells and mechanically stabilizes it,
characterized,
that each individual cell (2) by the respective envelope (6) completely from the respective adjacent single cell (2) is shielded, wherein the individual cells (2) with their flat sides (9) are congruent strung together,
that the covering ( 6 ) is closed on the insertion side with a positive and negative current dissipation section ( 10 ) made of a saving cover ( 11 ) or a sealing compound,
that the support matrix ( 5 ) is extended so far over the current-discharge-side edge of the respective covering or coating with active mass ( 17 ) over the entire width of the current-discharge side and is unoccupied or uncoated in this area that the support matrix ( 5 ) as a current-discharge cross-section ( 10 ) protrudes through the cover ( 11 ) or the sealing compound and
that the bridging part ( 7 ) connects the protruding ends of two opposite-pole with active mass ( 17 ) unused supporting matrices ( 5 ) adjacent individual cells ( 2 ) over their entire width. 2. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungsteil (7) in die herausragenden Stromab­ leitungsabschnitte (10) der Stützmatrizen (5) derart baulich integriert sind, daß die gegenpoligen Stützmatrizen (5) be­ nachbarter Einzelzellen (2) entlang einer U-förmigen Biegung ineinander übergehen.2. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that the bridging part ( 7 ) in the outstanding Stromab line sections ( 10 ) of the supporting matrices ( 5 ) are structurally integrated such that the opposite pole supporting matrices ( 5 ) be adjacent individual cells ( 2 ) along one Merge into a U-shaped bend. 3. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmatrix (5) aus einem Werkstoff besteht, bei dem das Verhältnis von elektrischer Leitfähigkeit zu spezifischem Gewicht größer als 6000 Siemens pro Kilogramm ist. 3. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that the support matrix ( 5 ) consists of a material in which the ratio of electrical conductivity to specific weight is greater than 6000 Siemens per kilogram. 4. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmatrix (5) aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, gebildet ist.4. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that the support matrix ( 5 ) is formed from a metal, preferably from aluminum. 5. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmatrix (5) aus einem korrosionsbeständig be­ schichteten Metall gebildet ist.5. Electrochemical storage device according to claim 1, characterized in that the support matrix ( 5 ) is formed from a corrosion-resistant coated metal. 6. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stromleitende Querschnitt der Elektrodenplatte (4, 4′) in Richtung der Stromableitung (Pfeil 12) zunimmt.6. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that the current-carrying cross section of the electrode plate ( 4 , 4 ') increases in the direction of the current discharge (arrow 12 ). 7. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützmatrizen (5) durch ein Lochblech (5′) oder ein Streckmetall (5′′) gebildet sind.7. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that the supporting matrices ( 5 ) are formed by a perforated plate ( 5 ') or an expanded metal ( 5 ''). 8. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochanteil in der aus Lochblech (5′) oder Streckmetall (5′′) bestehenden Stützmatrix (5) in Richtung der Stromableitung (Pfeil 12) abnimmt.8. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that the proportion of holes in the perforated plate ( 5 ') or expanded metal ( 5 '') existing support matrix ( 5 ) decreases in the direction of current dissipation (arrow 12 ). 9. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützmatrix (5) im Bereich ihrer Belegung bzw. Be­ schichtung mit aktiver Masse (17) auf wenigstens einer Flach­ seite (9) ein gesondertes, feinporiges, metallisiertes Elek­ trodengerüst (13) aufweist, mit dem sie elektrisch leitend und mechanisch fest haftend verbunden ist und daß das Elektroden­ gerüst (13) mit aktiver Masse (17) gefüllt ist. 9. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that a support matrix ( 5 ) in the area of its occupancy or loading coating with active mass ( 17 ) on at least one flat side ( 9 ) a separate, fine-pored, metallized elec trode structure ( 13 ) has, with which it is electrically conductive and mechanically firmly adhered and that the electrode frame ( 13 ) is filled with active mass ( 17 ). 10. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß gesonderte Elektrodengerüst (13) an der aus Lochblech (5′) oder Streckmetall (5′′) bestehenden Stützmatrix (5) durch Fest­ krallen mittels einer Vielzahl von aus der Stützmatrix (5) ausgestanzten Nadelzungen (15, 15′) ) erfolgt, die zunächst bürstenartig aufgestellt und die nach dem Aufstecken des Elek­ trodengerüstes (13) mit ihrem überstehenden Ende umgebogen sind.10. Electrochemical memory according to claim 9, characterized in that separate electrode frame ( 13 ) on the perforated plate ( 5 ') or expanded metal ( 5 '') existing support matrix ( 5 ) claw by means of a plurality of from the support matrix ( 5 ) punched out tongues ( 15 , 15 ')), which is initially set up in a brush-like manner and which is bent over with its protruding end after the elec trode frame ( 13 ) has been attached. 11. Elektrochemischer Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die taschenförmige Umhüllung (6) einer jeden Einzelzelle (2) jeweils aus einer flexiblen Kunststoffolie gebildet ist.11. Electrochemical memory according to claim 1, characterized in that the pocket-shaped envelope ( 6 ) of each individual cell ( 2 ) is each formed from a flexible plastic film.
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