173498. lajstromszámú szabadalom • Elektrokémiai elem és eljárás annak szerelésére
3 173498 4 Mivel a hüvelynyílás és az áramlevezető átmérőjének aránya egynél kisebb (például 0,8 :1), azaz a hüvely az áramlevezetőre előfeszítéssel kerül fel, az elektrokémiai elem házából történő gázele vezetéshez bizonyos túlnyomás, körülbelül 1—3 at szükséges. A gáznak a hüvelyen való átjutásához szükséges nyomásértéke egy sor tényezőtől függ, ezek: a hüvely anyaga, öntéstechnika és az anyagok tulajdonságainak változása a raktározás alatt. Ezért a hosszantartó tárolás következtében az elektrokémiai elem házából való gázelvezetés olyan nyomásokon következhet be, amelyek a kiszámított vagy az eredeti értéket némileg túllépik. Ezenkívül az elektrokémiai elem hosszantartó tárolása esetén a lúgot a levegőben levő széndioxid karbonizálja, mivel a tömítőhüvely mikrocsatornáin átszivárogva a levegővel érintkezésbe kerül. A mikrocsatornákat a karbonátok némileg eltömítik, és az elektrokémiai elem belsejében a nyomás megnő. Az elektrokémiai elem házának belsejében fellépő gáztúlnyomás a fedelet némileg kihajlítja és leemeli az áramlevezetőről. Ez, a fedél és a negatív elektróda áramlevezetője közötti érintkezést megzavarja. Ezenkívül, mint már fent említettük, a negatív elektróda áramlevezetőjét nehezen helyezik a tömítőhüvely nyílásába, mert a lúg átszivárgásának elkerülése végett külön feszítést alkalmaznak. A tömítőhüvelyes betét anyagát képező polietilén, és a negatív elektróda ónozott acélból áramlevezetője közötti súrlódási tényező nagyon nagy. Az áramlevezető ezért nem megy a tömítőhüvely en át, hanem csupán benyúlik abba, és a fedéllel csak a ház lehengerelt széleinek nyomására érintkezik. A hüvely axiálisan össze van nyomva, és az összenyomott anyag az áramlevezetct a fedélről leemelni igyekszik. A negatív elektróda áramlevezetőjének elhelyezésekor az áramlevezető alá néha durva cinkrészecskék kerülnek, amelyek idővel elkopnak vagy a lúgos oldatban feloldódnak. Itt az áramlevezető némileg fellazul és a hüvely összenyomott anyagának nyomása a fedélről leemeli. A fedél és a negatív elektróda áramlevezetője közötti érintkezés megbomlik. Ezenkívül, ezen ismert elektrokémiai elemeknél és ezen ismert eljárás során a tömítőhüvely falát a negatív elektróda áramlevezetőjének bevezetésekor a tömítőhüvely nyílásába, az áramlevezető eléggé gyakran beszakítja és felkarcolja. Más szóval a tömítőhüvely falán a tömítőhüvely és az áramlevezető között mikrocsatornák jönnek létre, amelyeken keresztül a lúg az elektrokémiai elem fedeléhez jutliat. A mikrocsatornák létrejöhetnek a tömítőhüvely kiöntésekor is. A negatív elektróda áramlevezetőjén is vannak mikromélyedések és egyenetlenségek, mert az ónbevonat, amely bevonja, mikroporózus. Mindez a lúg behatolását eredményezi a hüvely és a negatív elektróda áramlevezetője közé, egészen a fedélig, elsősorban ezek kölcsönös érintkezési szakaszáig. A negatív elektróda áramlevezetője és a fedél közötti karbonát képződés a közöttük levő villamos kapcsolatot zavarja. Célunk, hogy találmányunkkal elektrokémiai elemek olyan szerelési eljárását és olyan felépítését hozzuk létre, amely megbízható érintkezést biztosít a fedél és az áramlevezető között, megakadályozza a lúg kifolyását az elektrokémiai elem házából, minőségét javítja, valamint növeli az elektrokémiai elem tárolhatóságát, biztosítja az egyszerűségét és alacsony önköltségét. Kitűzött célunk találmány szerinti megoldásában az elektrokémiai elem a házában koaxiálisán elhelyezett, ionvezető diafragmával különválasztott pozitív és negatív elektródát, a negatív elektróda áramlevezetőjét, a negatív elektróda áramlevezetőjével érintkező és tömítőhüvelyes betét műanyagjával elfedett nyílásokkal ellátott fémfedelet tartalmaz. A találmány szerint a negatív elektróda áramlevezetőjének legalább az egyik végén, legalább egy horony van, amelybe a tömítőhüvely anyaga kerül. A negatív elektróda áramlevezetőjén a horony ferde felületére célszerűen a tömítőhüvely belső homlokfelülete fekszik fel. A fémfedél széleit is célszerűen a csúcsponttól 160-175°-os szöggel az elektrokémiai elem bólseje felé kúposán behajtjuk. Kitűzött feladatunk megoldását az elektrokémiai elem szerelési eljárása is segíti, amelynek során az elektrokémiai elem házába pozitív és negatív elektródát építünk be, amelyek koaxiálisán helyezkednek el és ionvezető diafragmával el vannak választva. Ezenkívül beépítésre kerül a negatív elektróda áramlevezetője, valamint az ezzel érintkező fémfedél, amelynek nyílásait tömítőhüvelyes betét műanyagja fedi. Majd az elektrokémiai elemet a fémfedél és a ház közötti betét összenyomásával, valamint a házszélek lehengerlésével hermetikusan tömítjük. Találmány szerint a fémfedél tömítőhüvelyének nyílásába, a negatív elektróda áramlevezetőjén való elhelyezése előtt, tömítő anyagot viszünk és a ház széleinek lehengerlése után a tömítőhüvelyt a negatív elektróda áiamlevezetőjén a fémfedéltől az elektrokémiai elem belseje felé eltoljuk. Célszerűen, a tömítőhüvely eltolása a negatív elektróda áramlevezetőjén a fémfedéltől az elektrokémiai elem belseje felé nyomógázzal, illetve nyomófolyadékkal történik, oly módon, hogy a nyomógáz, illetve nyomófolyadék a fémfedélben levő nyílásokon át a tömítőhüvelyes betétre hat. Találmányunkkal biztosíthatjuk, hogy a negatív elektróda áramlevezetője és a fémfedél között az érintkezés hegesztés és forrasztás nélkül is megbízható legyen, tökéletesen meggátolva az elektrokémiai elem házából a lúg kifolyását a negatív elektróda áramlevezetőjén keresztül, míg az elektrokémiai elem házából való gázelvezetés lehetősége az adott érték fölé növekedett nyomás mellett marad. Továbbiakban találmány tárgyát példakénti kiviteli alak kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra egy találmány szerinti elektrokémiai elem metszetét szemlélteti. A 2. ábra a negatív elektróda találmány szerinti áramlevezetőjének kiviteli alakja. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
