DE2448370C3

DE2448370C3 - Anordnung von Knopf zellen in einem mehrteiligen Gehäuse

Info

Publication number: DE2448370C3
Application number: DE742448370A
Authority: DE
Inventors: John Frank Lakewood Ohio Lankgau (V.St.A.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1974-10-10
Publication date: 1979-03-08
Also published as: JPS5073139A; FR2249453B1; CA1016996A; BE821559A; DE2448370A1; US3891462A; IT1021964B; FR2249453A1; JPS5411497B2; DE2448370B2; GB1483925A

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung von einer oder mehreren Knopfzellen mit einem zweiteiligen Gehäuse aus Zelldeckel und Zellbehälter, das mittels eines elektrisch isolierenden Dichtringes zwischen Zelldeckel und Zellbehälter dicht verschlossen ist, in einem weiteren mehrteiligen Gehäuse, und mit elektrisch leitenden Verbindungen zwischen Deckel und Behälter der Zelle(n) zu elektrisch voneinander isolierten Gehäuseteilen.

Alkalische Trockenzellen enthalten eine amalgamierte Zinkanode (Anode = negative Elektrode), eine Kathode (Kathode = positive Elektrode) aus einem Depolarisatormaterial mit einer elektrolytisch reduzierbaren, Sauerstoff abgebenden Verbindung, wie z. B. elektrolytisch reduzierbare Oxide und Permanganate, und einen alkalischen Elektrolyten, z. B. eine wäßrige Lösung eines Alkalimetallhydroxide; sie sind gewöhnlich in einem luftdichten Gehäuse eingeschlossen, das aus einem den Elektrolyten aufnehmenden Hauptteil oder Behälter und einem zweiten Teil oder einer Abdeckung besteht. Die Verbindung von Behälter und Abdeckung sollte durch Einfügen eines Isolationsmaterials vorgenommen werden, um die elektrische Integrität eines jeden Teils aufrechtzuerhalten, während diese Maßnahme gleichzeitig ausreicht, um ein luftdichtes Gehäuse für die Zelle zu erhalten. Das erste Erfordernis gestattet somit, die Komponenten des Gehäuses als elektrische Kontakte der Zelle zu benutzen, während das letztere Erfordernis einen Ausfluß bzw. ein Auslecken des stark korrosiven Alkalielektrolyten aus der Zelle verhindert. Obwohl unter normalen Bedingungen bei Lagerung oder während der eigentlichen Verwendung kein Gas in der Zelle erzeugt wird, können Verunreinigungen in dem Zellenmaterial eine Gasentwicklung beschleunigen. Diese Gasentwicklung könnte eine Aufbauchung im Boden der Zelle und/oder eine Undichtigkeit an der abgedichteten Fläche zwischen dem Behälter und der Abdeckung verursachen.

Um eine zufriedenstellende Dichtigkeit bei Knopfzellen sicherzustellen, ist es beim Stand der Technik üblich, einen Ring aus synthetischem Isolationsmaterial zwischen die Abdeckung und den Behälter einzufügen, wobei das Gehäuse der Zelle vor Aufbringen eines deformierenden Druckes an der oberen Kante des Behälters geformt wird, um eine luftdichte Abdichtung für das Gehäuse zu erzielen. Der isolierende Ring kaun mit einer Schicht Asphalt, Wachs oder anderen, ähnlichen abdichtenden Materialien beschichtet werden, und eine ähnliche Schicht kann auf die innere obere Kante des Behälters, die mit der Abdeckung in Eingriff treten soll, vor Anwendung von Druck aufgebracht werden, um eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Behälter und der Abdeckung zu erzielen.

Ein weiterer Versuch, das Problem externer Leckverluste und Salzbildung zu lösen, besteht in der Schaffung eines Behälters mit metallischem Boden für eine Zelle derart, daß ein Leerraiun zwischen der Wand der Zelle und der inneren Wand des Bodenbehälters geschaffen wird, so daß jegliche Leckverluste der Zelle in dem Leerraum aufgenommen werden können, während Gas durch ein in dem äußeren Bodenbehälter in geeigneter Weise angeordnetes Abzugsloch entweichen kann. Diese Zellenkonstruktion ist schwierig herzustellen, da ein Leerraum zur Aufnahme jeder Flüssigkeit oder auch fester Ausflußstoffe der Zelle sowie eine Abzugseinrichtung zur Weiterleitung des Gases in die Atmosphäre vorgesehen werden müssen.

Nach de; US-PS 25 36 698 ist eine Batterie bekannt, bei der mehrere nicht abgedichtete Zellen in einem Stahlrohr untergebracht werden, worauf durch Anwendung von Druck abgedichtet wird.

Mit dem Auftreten vieler von Miniaturbatterien betriebener Geräte, z. B. Uhren, Hörhilfen, Kameras und dergleichen, stellen Leckverluste und/oder Salzbildung von Knopfzellen nicht nur ein Problem des Leistungsverlustes der Zelle, sondern auch ein Problem für die Geräte selbst dar, in denen sie verwendet werden, da die austretenden und/oder salzbildenden Stoffe in hohem Maße korrosiv sind und daher Teile der Geräte beschädigen können. Ein weiteres Problem beim Auftreten einer Vielzahl batteriebetriebener Geräte ergibt sich daraus, daß Knopfzellen verschiedener Größen für derartige Geräte erforderlich sind, da jedes Gerät gewöhnlich für die Aufnahme lediglich einer Zelle einer bestimmten Größe konstruiert worden ist. Dementsprechend kann z. B. eine Zelle einer bestimmten Größe, welche die erforderliche Leistung besitzt, ein bestimmtes Gerät zu betreiben, wegen ihrer Abmessungen nicht in diesem Gerät verwendet werden.

Die US-PS 28 86 623 betrifft eine Vorrichtung für Schwerhörige. Hierbei werden abgedichtete Knopfzellen in einem zylinderförmigen isolierenden Mantel untergebracht; der Mantel wird an einem Ende mittels der Zelle geschlossen. Das Ganze ist keine zusammenhängende Einheit und wird nur mit Hilfe einer Feder zusammengehalten.

Aus der US-PS 35 13 027 ist es bekannt, wenigstens ein Trockenelement in einem zweiten Gehäuse anzuordnen, das nicht zur Zelle gehört. Dieses Gehäuse besteht aus einem leitenden Behälter und einem leitenden Deckel, zwischen welchem eine Isolierung vorgesehen ist. Der Behälter und der zweite Deckel stehen in elektrischer Verbindung mit der im Gehäuse angeordneten Zelle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine galvanische Miniatur-Knopfzelle mit einem flüssigkeitsdichten äußeren Gehäuse derart zu umgeben, daß sie von einem

Gerät aufgenommen werden kann, das für größere galvanische Knopfzellen konstruiert worden ist und dieses Gerät betreiben kann. Hierbei soll zumindest eine abgedichtete galvanische Miniatur-Knopfzelle von einem flüssigkeitsdichten metallischen äußeren Gehäuse umschlossen werden, das elektrische Anschlüsse aufweist, die denen einer größeren Knopfzelle äquivalent sind. Außerdem soll das flüssigkeitsdichte metallische Gehäuse einen Hohlraum aufweisen, um Leckverluste und/oder Salzbildung der eingeschlossenen Knopfzelle oder der Knopfzellen aufzunehmen und/oder einen Hohlraum zur Aufnahme von Aufbauchungen der eingeschlossenen Knopfzelle bzw. der Knopfzellen. Ferner soll das äußere Gehäuse eine hemmende Wirkung auf jede Aufbauchung ausüben, die bei der eingeschlossenen Knopfzelle oder den Knopfzellen auftritt. Schließlich soll zumindest eine abgedichtete galvanische Knopfzelle in einem flüssigkeitsdichten metallischen äußeren Gehäuse eingeschlossen werden, das aus einem leitenden Material hergestellt ist, welches unabhängig von dem elektrochemischen System der abgedichteten galvanischen Knopfzelle gewählt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das weitere Gehäuse die Form einer Knopfzelle aufweist, mit einem äußeren Metallbehälter und einem äußeren Metalldekkel als Gehäuseteil, und mittels einer elektrisch isolierenden äußeren Dichtung zwischen äußerem Behälter und äußerem Deckel dicht verschlossen ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Hohlraum innerhalb des weiteren Gehäuses ausgebildet, um austretenden Elektrolyten und/oder Salzbildung aus der inneren Knopfzelle aufzunehmen und/oder deren Auswc.jungen zuzulassen.

Die erfindungsgemäße galvanische Zellenstruktur enthält zumindest eine galvanische Miniatur-Knopfzelle, vorzugsweise eine Alkali-Knopfzelle mit einer Anode, einer aus einem Depolarisatormaterial bestehenden Kathode und einem in einem ersten abgedichteten knopfartigen Gehäuse befindlichen Elektrolyten, wobei das Gehäuse einen ersten leitenden Behälter, eine erste leitende Abdeckung für d?n Behälter und ein erstes Isolierglied zwischen der ersten Abdeckung und der oberen inneren Wand des ersten Behälters aufweist, derart, daß eine Abdichtung, vorzugsweise eine luftdichte Abdichtung, zwischen dem erstet! Behälter und der ersten Abdeckung gebildet wird, wobei zumindest diese eine Knopfzelle in einem zweiten Gehäuse angeordnet ist, das einen zweiten leitenden Behälter, eine zweite leitende Abdeckung für den Behälter und ein zweites Isolierglied zwischen der zweiten Abdeckung und der oberen inneren Wand des zweiten Behälters aufweist, derart, daß eine Abdichtung, vorzugsweise eine flüssigkeitsdichte und/oder luftdichte Abdichtung zwischen dem zweiten Behälter und der zweiten Abdeckung gebildet wird und wobei eine Kontakteinrichtung zwischen zumindest' einer der ersten Knopfzellen und dem zweiten knopfartigen Gehäuse zur Aufrechierhaltung des elektrischen Kontaktes zwischen einem der ersten Behälter und dem zweiten Behälter und zwischen einer der ersten Abdeckungen und der zweiten Abdeckung angeordnet ist, so daß die zweite Abdeckung und der zweite Behälter als elektrische Anschlüsse für zumindest diese eine in dem zweiten Gehäuse eingeschlossene Zelle dienen.

Bei Miniatur-KnoDfzellen ist der Durchmesser des Behälters größer als die Höhe der Zelle. Knopfzellen werden gegenwärtig unter Verwendung verschiedener elektrochemischer Systeme hergestellt, z. B. mit Leclanche- oder Salmiakelementen, alkalischen und wäßrige ι Säuren verwendenden Elementen sowie nichtwäßrigen flüssigen Systemen und Trockenelektrolyte verwendenden Systemen. Weitere Beschreibungen von Knopfzellen können den US-Patentschrifxen 24 58 878,24 99 239, 25 76 266,26 20 368 und 36 73 000 entnommen werden.

in Der Ausdruck knopfartiges Gehäuse bezeichnet einen flachen, leitenden Zylinder oder Behälter, der an einem Ende (Boden) geschlossen und am anderen Ende (Oberseite) offen ist und eine leitende Abdeckung für den Behälter und eine isolierende Dichtmanschette zwischen der Peripherie der Abdeckung und der Wand des Behälters an seinem oberen Ende aufweist, wodurch nach Falzen des Behalten gegen die Dichtmanschette eine Abdichtung, vorzugsweise eine flüssigkeitsdichte Abdichtung, gebildet wird.

.'Ii Der Ausdruck luftdichte Abdichtung bezeichnet eine Abdichtung, die den Austritt von Gasen durch die abgedichtete Fläche minimal hält, im wesentlichen unterbindet oder vollständig verhindert.

Der Ausdruck flüssigkeitsdichte Abdichtung bezeich-

2Ί net eine Abdichtung, die den Austritt von Flüssigkeiten durch die abgedichtete Fläche minimal hält, im wesentlichen unterbindet oder vollständig verhindert.

Es wurde festgestellt, daß bei Vergrößerung des Durchmessers von Knopfzellen konstanter Höhe auch

in die Leckverluste und/oder die Salzbildung derartiger Zellen ansteigen. Vermutlich beruht die Steigerung der Zellenleckverluste und/oder Salzbildung bei Knopfzellen größeren Durchmessers auf der Tatsache, daß die Spannungen im Metall an der Dichtungsfläche des

r> Behälters bei Knopfzellen kleineren Durchmessers geringer als die Spannungen in Knopfzellen größeren Durchmessers sind, wenn davon ausgegangen wird, daß der Anpreßdruck des Dichtmanschettenmaterials an den Behälter bei Zellen einer jeden Größe der gleiche

4(i ist. Diese Spannung ist annähernd definiert als

s = κ ^Pr ,

.η wobei P der Anpreßdruck in kp/cm², r der Radius der Zelle, K eine Konstante und t die Metalldicke cies Behälters sind. Aus Berechnungen ergab sich, daß sich die Spannungen einer Knopfzelle konstanter Höhe annähernd verdoppeln, wenn sich ihr Durchmesser

-,,ι verdoppelt, wobei wiederum von der Annahme ausgegangen wurde, daß der Anpreßdruck der Dichtmanschette gleich ist. Um daher eine Abdichtung gleicher Qualität bei beiden Zellen zu erhalten, muß die Metalldicke der größeren Zelle doppelt so groß sein wie

-,■-, die Dicke der kleineren Zelle, wenn die kleinere Zelle den halben Durchmesser der größeren Zelle aufweist. Wird andererseits die Spannung für zwei Knopfzellen unterschiedlichen Durchmessers und gleicher Höhe als konstant angenommen, so ergibt sich, daß die Zelle mit

mi dem größeren Durchmesser einem geringeren Anpreßoder Kompressionsdruck widersteht als die Knopfzelle mit dem kleineren Durchmesser. Der Anpreß- oder Kompressionsdruck der Knopfzelle mit dem größeren Durchmesser gegenüber der Knopfzelle mit dem

h--i kleineren Durchmesser wurde als annähernd gleich dem Verhältnis des Durchmessers der kleineren Knopfzelle zu dem Durchmesser der größeren Knopfzelle ermittelt. Da der Anpreß- oder Kompressionsdruck die Qualität

der Abdichtung zwischen der Wand des Behälters und der Peripherie der Abdeckung beeinflußt, ist eine Zelle mit kleinerem Durchmesser in der Lage, größeren A^preß- oder Kompressionsdrucken als eine Zelle :nn größerem Durchmesser zu widerstehen, wobei angenommen v'rH .j_aß die Metalldicke und mechanischen eigenschaften sowohl des Metalls als auch des Dichtmanschettenmaterials gleich sind.

Hieraus kann somit geschlossen werden, daß Knopfzellen mit größerem Durchmesser eine Abdichtung schlechterer Qualität aufweisen als Knopfzellen kleineren Durchmessers, wobei die Metalldicke und die mechanischen Eigenschaften sowohl des Metalles als auch des Dichtmanschettenmaterials bei jeder Zelle gleich angenommen wurden, und dementsprechend sind größere Knopfzellen in weit höherem Maße Leckverlusten und/oder Salzbildung ausgesetzt. Im Zusammenhang damit sei auf die US-Patentschrift 31 85 595 verwiesen.

Außerdem wird, wenn eine Miniatur-Knopfzelle mittels einer radialen Falzeinrichtung abgedichtet wird, ein hemmendes Moment auf die Bodenkante des Behälters ausgeübt, wodurch die Seitenwand des Behälters oft nicht den maximalen radialen Anpreßdruck gegenüber der isolierenden Dichtmanschette erreicht. Somit übt dieses hemmende Moment zusätzlich zu den Auswirkungen aufgrund der Durchmessergröße der Zelle ebenfalls einen Einfluß auf die Abdichtung der Zelle aus. Wird jedoch die Zellenhöhe gesteigert, so wird dieses hemmende Moment weniger wichtig, und die Durchmessergröße wird zum bestimmenden Faktor bei der Abdichtung. Daher können alle Miniatur-Knopfzellen, die ein Verhältnis von Höhe zu Durchmesser kleiner 1,0 aufweisen, am besten von der erfindungsgemäßen Vorrichtung profitieren, mittels der sie in ein abgedichtetes, vorzugsweise flüssigkeitsdichtes knopfartiges Gehäuse eingeschlossen werden.

In Übereinstimmung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Einschließen von Knopfzellen in ein abgedichtetes knopfartiges Gehäuse folgende Vorteile auf:

1) Es wird eine doppelt abgedichtete Zellenstruktur geschaffen.

2) Jegliche Leckverluste und/oder jegliche Salzbildung werden von einem Hohlraum oder von Hohlräumen zwischen dem knopfartigen Gehäuse und der Knopfzelle aufgenommen, wodurch äußere Leckverluste und/oder Salzbildungen vermieden werden, die Teile der Geräte beschädigen können, welche von der Knopfzelle betrieben werden.

3) Jegliche Aufbauchungen der eingeschlossenen Zelle werden innerhalb eines Hohlraumes zwischen dem knopfartigen Gehäuse und der Knopfzelle aufgenommen oder in einigen Fällen gehemmt, so daß äußere Aufbauchungen wirksam verhindert werden und damit das Problem des Entfernens einer aufgebauchten Zelle aus einem Abschnitt eines batteriebetriebenen Gerätes nicht auftritt.

4) Es wird eine größere Flexibilität bei der Auswahl der Kontaktmaterialien für das äußere Gehäuse erreicht, da die Materialien für das knopfartige Gehäuse unabhängig von dem elektrochemischen System der Knopfzelle ausgewählt werden können.

5) Es wird eine Vorrichtung geschaffen, mittels der Knopfzellen kleinerer Größe mit guter Kapazität zum Betrieb von Geräten verwendet werden können, die derart konstruiert sind, daß sie lediglich größere Knopfzellen aufnehmen können.

b) Fs wird eine Einrichtung geschaffen, mittels dci •ine kleiner? Knopfzelle mit guter Kapazität ?ut Verwendung in knopfartigen Gehäuse verschiedener Größe standardisiert werden kann.
"> Ausführungsformell der Erfindung sind in du Zeichnung dargestellt und werden im folgenden nähei boschneben. !Vs zeigt

Fi g. 1 bis 3 horizontale Schnittansichten erfindungs gemäß'.-;' gekapselter Knopfzellen,

in Fig. 4 eine maßstäbliche Ansicht eines federartiger Andi uckringes mit einer Nase, der bei der Ausführiings iorni der Erfindung nach Fig.! verwendet wird,

F i κ;. 5 eine inaßstäb'iche Schniitansicht einer alkalischen Miiiiatur-Knonfzelie,

i) Fig.6 und 7 horizontale Schnittansichten einet gekapselten, aus zwei Knopfzellen bestehenden ZellenstrukUii gemäß der Erfindung und

Fig.8 und 9 im Schnitt horizontale Teilansichter gekapselter Kr.opfzellen gemäß der Erfindung.

:ii In den Fig. 1,4 und 5 ist eine galvanische Knopfzelle 1 dargestellt, aie in ein knopfartiges Gehäuse 2 eingeschlossen ist, das einen flachen zylindrischer Behälter 3, eine Abdeckung 4 und zwischen dem oberen offenen Ende der inneren Wand 5 des Behälters 3 unc der Abdeckung 4 eine isolierende Abdichtung odci Dichtmanschette 6 aufweist. Die Dichtmanschette 6 dient als Trennmittel und Isolator zwischen dei Abdeckung 4 und der Wand 5 des Behälters 3 unc dichtet die Verbindung ab. Die Dichtmanschette 6 kanr

Jd auch als Abstandsglied dienen und ein Polster für die Knopfzelle 1 bilden und kann aus üblichen Abdicht materialien bestehen, wie z. B. Nylon, Polypropylen Polysulfon, Kunststoffen, EVA-Gummi, I'olyurethar und dergleichen. Die Dichtmanscheite 6 kann somi

Γι erfindungsgemäß mehrere Funktionen ausüben. Eir Andruckring 7 mit federnder Nase ist oberhalb dei Knopfzelle 1 und der inneren Wand 8 der Abdeckung < angebracht. F i g. 4 zeigt den Ring 7 genauer mit einerr mittleren nasenartigen Glied 9, das deformiert ist, se

jo daß es gegen die obere Abdeckung 10 der Knopfzelle I drücken kann. Die äußere periphere Kante 11 de: Ringes 7 ist derart ausgebildet, daß sie gegen die periphere Kante 12 der Abdeckung 4 stößt. Der Ring 7 kann an die Abdeckung 4 angeschweißt oder mittel;

J". anderer Verfahren befestigt werden, so daß eine au> zwei Teilen bestehende leitende äußere Abdeckanordnung erhalten wird, wobei das nasenartige Glied 9 der Kontakt mit der Abdeckung 10 der Knopfzelle 1 herstellt, oder der Ring kann an der entsprechender

Vi Stelle positioniert werden, wenn die Knopfzelle 1 innerhalb des Knopfzeliengehäuses 2 angeordnet wird F i g. 5 zeigt eine typische Knopfzelle 1 mit einer Anode 12. einer Kathode 13, einem Trennmittel oder Separatoi 14, einer Dichtmanschette 15, einem flachen zylindri sehen Behälter 16 und einer Anodenabdeckung 10. Der Fig. 1, 4 und 5 ist somit zu entnehmen, daß da: nasenartige Glied 9 des Ringes 7 den Kontakt mit dei Abdeckung 10 der Knopfzelle 1 herstellt, während dis Bodenoberfläche 17 des Behälters 16 in Kontakt mit dei

mi inneren Bodenoberfläche 18 des Behälters 3 steht. Die Dichtmanschette 6 gabelt sich an einem Ende, wobei eir Teil 19 die Abdeckung 4 und den Ring 7 vom Behälter If der Knopfzelle 1 isoliert, während das andere Teil 2( zwischen der Wand 5 und der äußeren Peripherie dei

h5 Abdeckung 4 angeordnet ist und somit die Abdeckung * und den Behälter 3 voneinander isoliert und trennt Durch übliche Falzverfahren kann die Verbindung zwischen der äußeren Peripherie der Abdeckung 4 unc

dem Behälter 3 unter Verwendung der Dichtmüiischette 6 abgedichtet werden. Bei der in Fig. I dargestellten zusammengebauten Komi ;.si die Anodenabdeckung to ekktrisch mit der Abdeckung 4 verbunden, während der Behälter 16 der Knopfzelle elektrisch mit dem Behälter 3 verbunden ist. si> daß die Abdeckung 4 und der Behälter 3 die neuen Anschlüsse für die Knopfzelle 1 bilden. Der zwischen dem Knopfzellcngehäusc 2 und der Knopf/eile 1 gebildete Hohlraum 21 nimmt jegliche Leckverluste und/oder Salzbildungen der Knopfzelle 1 aui, so daß das Knopfzcilcngehäusc frei von äußeren Anzeichen derartiger Leckverluste und/oder Salzbildungen bleibt. Da die Bodeiioberfläche 17 der Knopfzelle 1 gegen die innere Bodenoberfläche 18 des Behälters 3 stößt, wirkt diese letztere Oberfläche ä8 als hemmendes Teil gegenüber einer jeden Zellenaufbauchung der Oberfläche 17. Die für das Zellengehäuse 2 gewählten Materialien können übliche Zellenbehältermaterialien. wie etwa Nirkel und Nickellegierungen, Stahl, nickelbeschichteter Stahl, zinnbeschichteter Stahl und ebenfalls auch andere Materialien, wie z. B. leitende Metalle und Metallegierungen und dergleichen sein. Erfindungsgemäß können die Abdeckung 4 und der Behälter 3 auch aus anderen Materialien bestehen, entsprechend der Anwendungsform, für die das Knopfzellengehäuse verwendet werden soll.

Fig. 2 zeigt eine Knopfzelle 1 in einem Knopfzellengehäuse 30, das aus einem flachen zylindrischen Behälter 31, einer Abdeckung 32 und einer isolierenden Dichtmanschette 33 besteht. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist ein leitender Streifen 34 zwischen der Bodenoberfläche 35 der Knopfzelle 1 und der inneren Bodenoberfläche 36 des Behälters 31 angeordnet, der diese Oberflächen berührt und den elektrischen Kontakt zwischen ihnen herstellt. Ein weiterer leitender Streifen 37 ist zwischen der oberen Oberfläche der Anodenabdeckung 10 und der inneren oberen Oberfläche 38 der Abdeckung 32 angeordnet, der diese Flächen berührt und den elektrischen Kontakt zwischen ihnen herstellt. Ein Ende eines jeden Streifens 34 und 37 ist an die inneren Oberflächen 36 bzw. 38 des Knopfzeilengehäuses 30 angeschweißt, während das entgegengesetzte Ende eines jeden Streifens an den Behälter 16 bzw. die Anodenabdeckung 10 der Knopfzelle 1 angeschweißt ist. Ein isolierender Ring 39 ist zwischen der Knopfzelle 1 und der Abdeckung 2 angeordnet, um die Abdeckung 32 vom Behälter 16 der Knopfzelle 1 elektrisch zu isolieren. Wiederum ist die äußere Verbindung der Abdeckung 32 gegenüber der inneren Wand des Behälters 31 mittels der Dichtmanschette 33 abgedichtet, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Ein Hohlraum 40 ist zur Aufnahme jeglicher Leckverluste und/oder Salzbildungen der Knopfzelle 1 vorgesehen, während eine Scheibe 34 dazu dient, zusätzlich jeden Aufbauchungen der Bodenoberfläche 35 der Knopfzelle 1 zu widerstehen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung bilden die angeschweißten leitenden Streifen die Kontakte zur Aufrechterhaltung des elektrischen Kontaktes zwischen der Abdeckung 10 und der Abdeckung 32 und zwischen dem Behälter 16 und dem Behälter 31. Die C'ichtmanschette 33 dient auch als Abstandsglied und Anordnungspolster für die Knopfzel- , Ie 1. Obwohl die Streifen 34 und 37 als einzelne flache Streifen dargestellt sind, kann es vorteilhaft sein, diese Streifen durch faltbare Streifen zu ersetzen, um die für diesen Aufbau erforderliche Schweißoperation zu erleichtern. Auch kennen die Streifen 34 und 37 dieser

Ausführungsform der Erfindung durch deformierte, federnde, leitende Streifen ersetzt werden, wodurch das Erfordernis des Schweißens entfällt, da federnde Streifen den erforderlichen elektrischen Kontakt zwischen der Knopfzelle und dem Knopfzellengehäusc herstellen. Bei einigen Anwendungsarten kann es jedoch von Vorteil sein, eine Kombination aus deformierten Streifen in Verbindung mit angeschweißten Streifen derart zu verwenden, daß die deformierten Streifen an die Zelle und das Knopfzellengehäuse angeschweißt werden, wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einem Federkontakt, die gleichermaßen bezeichnete Elemente wie Fig. 2 aufweist, mit der Ausnahme, daß die angeschweißten Streifen 34 und 37 durch einen einzelnen herabgedrückten leitenden Federring 41 ersetzt sind. Hierdurch wird bei dieser Ausführungsform ein Hohlraum 42 zwischen der Bodenoberfläche 35 der Knopfzelle 1 und der inneren Bodenoberfläche 36 des Behälters il gebildet. Dieser Hohlraum 42 nimmt jegliche Aufbauchungen der Oberfläche 35 auf, so daß das Knopfzellengehäuse keine äußeren Anzeichen derartiger Aufbauchungen aufweist. Der elektrische Kontakt zwischen der Abdeckung 10 und der Abdekkung 32 und zwischen dem Behälter 16 und dem Behälter 31 wird durch den leitenden Federring 41 aufrechterhalten.

Fig.6 zeigt ein Knopfzellengehäuse 60 mit einem flachen Behälter 61, einer Abdeckung 62 und einer Dichtmanschette 63. In Serie geschaltete Knopfzellen 1 und 2 befinden sich innerhalb des Behälters 61 und werden darin durch die vertikale innere Wand 64 der Dichtmanschette 63 angeordnet und gepolstert. Ein teilweise herabgedrückter leitender Federring 70 ist zwischen der inneren Bodenwand 65 des Behälters 61 und der Bodenoberfläche 66 der Zelle 2 angeordnet. Isolierende Ringe 67 und 68 befinden sich zwischen den Knopfzellen 1 und 2 bzw. zwischen der Knopfzelle 1 und einer leitenden Scheibe 69, um Kurzschlüsse zwischen den Zellen 1 und 2 und der Abdeckung 62 und dem Behälter 61 des Knopfzellengehäuses 60 zu verhindern. Der Federring 70 liefert einmal den Kontaktdruck zur Aufrechterhaltung der elektrischen Verbindung für die Zellen 1 und 2 und ist außerdem in der Lage, jegliche Aufbauchungen der Knopfzellen 1 und 2 ohne wesentliche Deformation der Bodenoberfläche 65 des Behälters 61 wirksam zu absorbieren. Die Dicke der leitenden Scheibe 69 kann in Abhängigkeit von der gewünschten Gesamtgröße des Knopfzellengehäuses 60 schwanken. Durch Veränderung der Dicke der leitenden Scheibe 69 kann somit die Höhe des Knopfzellengehäuses 60 verändert werden.

F i g. 7 zeigt eine in etwa ähnliche Ausführungsform der Erfindung mit entsprechend bezeichneten Elementen wie in Fig.6, mit der Ausnahme, daß der Federring 70, die leitende Scheibe 69 und die isolierenden Ringe 67 und 68 durch einen gewölbten, leitenden, federnden Streifen 71 ersetzt sind. Dieser Streifen 71 bildet die Andruck-Kontakteinrichtung zur Aufrechterhaltung des elektrischen Kontaktes zwischen den Knopfzellen 1 und 2 und dem Knopfzellengehäuse 60, während er ebenfalls die Abdeckung 10 der Knopfzelle 1 mit der Abdeckung 62 des Knopfzellengehäuses 60 elektrisch verbindet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung befinden sich die Knopfzellen axial übereinander und sind im Behälter 61 ohne Verwendung von Isoliermitteln angeordnet, mit Ausnahme der Dichtmanschette 63.

legliche Aufbauchung in einer der Zellen kann von dem gewölbten Streifen 71 absorbiert werden, wodurch derartige Aufbauchungen vom äußeren Erscheinungsbild ferngehalten werden. Auch werden jegliche Leckverluste und/oder Salzbilduiigen der Zellen auf den Zwischenraum zwischen den Knopfzellen 1 und 2 und der inneren Oberfläche des Knopfzellengehäuses 60 beschränkt.

Fig. 8 zeigt im Schnitt eine horizontale Teilansicht einer Knopfzelle 1, die in einem Knopfzellengehäuse 80 angeordnet ist, das aus einem flachen zylindrischen Behälter 81, einer Abdeckung 82 und einer isolierenden Dichtmanschette 83 besteht. Ein leitender federnder Ring 84 weist einen Querschnitt auf, der einem umgekehrten »U« ähnelt, wobei das Oberteil des inneren Beingliedes 86 sich radial nach innen erstreckt und somit in vertikaler Richtung kürzer ist als das äußere gerade Beinglied 87. Das Beinglied 87 kann an der Bodenoberflächc 85 des Behälters 81 durch Anschweißen oder ein entsprechendes Verfahren befestigt werden, wobei das Beinglied 86 im wesentlichen parallel zu der Oberfläche 85 angeordnet wird. Der von dem ausgestreckten Beinglied 86 gebildete rechte Winkel dient zur Positionierung und Halterung der Knopfzelle 1 und schafft einen Hohlraum 88, der jegliche Aufbauchungen der Zelle 1 aufnehmen kann. Ist der leitende Ring 84 federnd, so kann er einen Druck auf die Knopf7eUe 1 ausüben und dadurch die Anodenabdeckung iO und den Behälter 16 in elektrischem Kontakt mit der Abdeckung 82 bzw. dem Behälter 81 halten.

Fig. 9 zeigt eine in etwa ähnliche Ausführungsform

der Erfindung mit gleich bezeichneten Elementen wie in Fig. 8, mit der Ausnahme, daß der leitende Ring 86 durch einen leitenden, federnden Haltering 90 ersct/t woden ist. Der Haltering 90 besteht aus einem vetikalen Segment 91 mit einem von seinem Oberteil radial nach außen verlaufenden im wesentlichen horizontalen Segment 92 und einem von seinem Boden sich radial nach innen erstreckenden im wesentlichen horizontalen Segment 93. Das Segment 92 kann an der inneren Seitenwand des Behälters 81 durch Punktschweißung oder ein entsprechendes Verfahren befestigt werden. Der von den Segmenten 91 und 93 gebildete rechte Winkel wirkt als Positioniereinrichtung und Halteglied für die Knopfzelle 1 und schafft einen Hohlraum 88, der jegliche Aufbauchungen der Zelle 1 aufnehmen kann. Ist der leitende Haltering 90 federnd, so kann er einen Druck auf die Knopfzelle 1 ausüben und dadurch die Anodenabdeckung 10 und den Behälter 16 in elektrischem Kontakt mit der Abdeckung 82 bzw. dem Behälter81 halten.

Der in Fig. 6 dargestellte Federring kann zwischen der Abdeckung des Gehäuses angeordnet werden und die Abdeckung der Knopf/eile oder der in F i g. 7 dargestellte gewölbte Streifen können zwischen der Bodenoberfläche des Behälters für die Knopfzelle und der inneren Bodenoberfläche des Behälters iür das Knopfzellengehäuse angebracht werden, wie auch der Federring nach F i g. 6 zwischen der Bodenoberfläche der Knopfzelle 1 und dei inneren Bodenoberfläche des in Fig. 1 dargestellten Behälters 3 angeordnet werden kann, um eine zusätzliche Druckkontakteinrichtung für die Zellenstruktur zu schaffen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnuimen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung von einer oder mehreren Knopfzellen mit einem zweiteiligen Gehäuse aus Zelldeckel und Zellbehälter, das mittels eines elektrisch isolierenden Dichtringes zwischen Zelldeckel und Zellbehälter dicht verschlossen ist, in einem weiteren mehrteiligen Gehäuse, und mit elektrisch leitenden Verbindungen zwischen Deckel und Behälter der Zelle(n) zu elektrisch voneinander isolierten Gehäuseteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gehäuse (2, 30, 60, 80) die Form einer Knopfzelle aufweist, mit einem äußeren Metallbehälter (3,31,61,81) und einem äußeren Metalldeckel (4, 32, 62, 82) als Gehäuseteile, und mittels einer elektrisch isolierenden äußeren Dichtung (6, 33, 63, 83) zwischen äußerem Behälter und äußerem Deckel dicht verschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Hohlraum innerhalb des weiteren Gehäuses ausgebildet ist, um austretenden Elektrolyten und/oder Salzbildung aus der inneren Knopfzelle aufzunehmen und/oder deren Auswölbungen zuzulassen.