DE3147191A1 - Verfahren zur verbindung von metallen und graphit - Google Patents

Verfahren zur verbindung von metallen und graphit

Info

Publication number
DE3147191A1
DE3147191A1 DE19813147191 DE3147191A DE3147191A1 DE 3147191 A1 DE3147191 A1 DE 3147191A1 DE 19813147191 DE19813147191 DE 19813147191 DE 3147191 A DE3147191 A DE 3147191A DE 3147191 A1 DE3147191 A1 DE 3147191A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
graphite
openings
metal
electrodes
metal parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19813147191
Other languages
English (en)
Other versions
DE3147191C2 (de
Inventor
Ake 18600 Vallentuna Bjareklint
Stephan 18500 Vaxholm Schwartz
Roland 18400 Akersberga Soderstrom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Energy Development Associates Inc
Original Assignee
Energy Development Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Development Associates Inc filed Critical Energy Development Associates Inc
Publication of DE3147191A1 publication Critical patent/DE3147191A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3147191C2 publication Critical patent/DE3147191C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/20—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded of different metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft das Verbinden von Metall und Graphit, insbesondere die Ausformung einer Sammelschienenc Verbindung zwischen zwei Graphitelektroden für eine elektrochemische Zelle.
Graphit wird auf vielen Gebieten der.Industrie einge-. setzt, einschließlich der Chemie, der Elektrotechnik, der
^q Metallurgie', der Elektrochemie, der Kern- und Raketentechnik. Bei mehreren dieser Industriegebiete ist es' wünschenswert, Metall mit Graphit zu verbinden. In der Elektrochemie ist Graphit weitverbreitet als Elektrodenwerkstoff 'wegen seiner elektrischen und thermischen Eigenschaften und, weil es einer der inaktivsten Stoffe gegenüber chemischen Reaktionen ist. Außerdem werden auf diesem Gebiet Metalle mit niedrigem elektrischen Widerstand als Sammelschienenmaterial eingesetzt, um zwei oder mehrere Graphitelektroden miteinander zu verbinden.
Mit dieser speziellen Anwendung ist es wichtig, einen • ■ niedrigen Übergangs- oder Kontaktwiderstand zwischen der Metallsammelschiene und den verbindenden Graphitelektroden zu erzielen, um Spannungsverluste weitgehend herabzusetzen. ...
■ ·
Eine dieser elektrochemischen Anwendungen "ist die Zinkchloridbatterie, in der Graphit für die positive und negative Elektrode verwendet wird. Während des Ladens der Batterie wird Zink galvanisch auf der negativen oder Zinkelektrode abgelagert, und Chlorgas wird an der positiven oder Chlorelektrode von einem wässrigen Zinkchloridelektrolyten erzeugt. Während des Entladens der Batterie kehren sich die Reaktionen um,, wobei Elektrizität in den Batterieklemmen erzeugt wird. Die Zinkelektrode ist aus dichtem oder feinkörnigem Graphit aufgebaut, und die Chlorelektrode aus einem porösen flüssigkeitsdurchlässi-
gen Graphit.
Ein Verfahren des Verbindens von Metall mit Graphit ist in der US-Patentschrift 4,100,332 beschrieben, das hier mitangezogen wird. In dieser Patentschrift wird ein Preßsitz zwischen den Graphitelektroden und der Sammelschienenwand -aus Graphit oder Röhrenmetall gezeigt. Die Elektroden sind etwas dicker ausgelegt als die Nuten in der Sammelschiene, so daß sie im Preßsitz gehalten werden. Dann wird auch festgestellt, daß die Elektrode mit der Sammelschiene durch Kleben, Plasmasprühen am Kontaktpunkt oder Schweißen miteinander verbunden werden können.
Ein anderer Zinkchloridsammler ist in der US-Patentschrift 4,071,660 beschrieben, die ebenfalls hier mitangezogen wird. Nach dieser Patentschrift wird ein Preßsitz zwischen den Graphitelektroden und einer Titansammelschiene in einem Fall und einer Klebeverbindung zwischen den Graphitelektroden und einer Titansammeischiene in einem anderen Fall beschrieben. Es sei bemerkt, daß außer den Verbindungen mit Kleber und Preßsitz auch Schraubverbindungen verwendet werden, um Metall mit Graphit zu verbinden.
Die Erfindung bietet ein neuartiges Verfahren der Verbindung von Metall mit Graphit, das einen niedrigen Übergangs- oder Kontaktwiderstand ergibt. Dieses Verfahren beinhaltet: Anbringen mehrerer öffnungen in einem zu verbindenden Graphitteil, Anordnen des Graphitteils zwischen
zwei Metallteilen und Anordnen der Metallteile, daß sie ■" die öffnungen des Graphitteils bedecken, Widerstandspunktschweißen der Metallteile an das Graphitteil bei dessen öffnungen.^iderstandspunktschweißung kann mit einer oder mehreren Paaren einander gegenüberliegender Schweißelek-
^° troden für eine serielle oder gleichzeitige Punktschweißung an den öffnungen des Graphitteils durchgeführt
S
-VS-
werden. Die Schweißelektroden üben einen bestimmten Druck auf Metallteile an den öffnungen aus, die für das Punktschweißen gewählt wurden, wobei ein genügend starker elektrischer Strom durch die Schweißelektroden läuft, um die Metallteile durch die öffnung im Punktschweißverfahren miteinander zu verbinden.
Während des Widerstandspunktschweißens-ist mindestens ein Teil des.Metalls der beiden Metallteile in die öffnung
10. des Graphitteils unter dem Druck der Schweißelektroden, wobei die Lücke oder der Spalt zwischen den Metallteilen geschlossen wird. Wenn das Metall abkühlt, zieht es sich zusammen, wodurch es eine Kraft ausübt, welche die beiden .Metallteile zusammenzieht, wodurch sich ein guter elektrischer Kontakt mit dem Graphitteil ergibt. Es dringt auch einiges Metall in die Poren des Graphitteils ein.
Bei der Anwendung für Zink-Chlorid-Batterien wird vorzugsweise. Titan oder Tantal als Werkstoff für die Metallteile verwendet". Diese Metalle weisen einen verhältnismäßig niedrigen elektrischen Widerstand im Vergleich zu Graphit auf, sind chemisch beständig, oder inaktiv gegenüber dem Zinkchloridelektrolyten und anderen chemischen Größen, mit denen sie in Berührung kommen. Obwohl Titan bei Tem-
peraturen von über 1000° F (ca. 538° C) in Sauerstoff- und Stickstoffatmosphäre äußerst reaktionsfähig ist, ergab es sich, daß keine besondere atmosphärische Abschirmung für das Widerstandspunktschweißen erforderlich ist. . ■
■ - · ' .
Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen
zeigen:
35. '
-11-
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes
eines erfindungsgemäßen Zinkchloridakkumulators, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Elektrodenpaars, das einen Teil des Akkumulators der Fig. 1 bildet,
Fig. 3 einen Aufriß des Elektrodenpaars der Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Darstellung (Stromlaufplan) der Anordnung für Widerstandspunktschweißen von Metall auf Graphit.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Zink-Chlorid-Akkumulators 10. Der Akkumulator 10 besteht aus mehreren Elektrodenpaaren 12, die einzeln in Fig. 2 dargestellt sind, sowie einen Kunststoffrahmen 14. Die einzelnen Elektrodenpaare 12 bestehen aus einer Zinkelektrode 16, einer Chlorelektrode 18 und einer Sammelschiene 20, welche die Zinkelektrode und die Chlorelektrode miteinander verbindet. Die Chlorelektrode 18 weist zwei Chlorelektrodenplatten 22 und 24 auf, die mit einem Graphitrahmen 26 verbunden sind. Die Zinkelektrode 16 besteht vorzugsweise aus einem dichten oder feinkörnigem Graphit, z.B. aus den Graphiten ATJ oder EBP der Union Carbide Corporation. Die Zinkelektrode weist auch eine Zunge 28 auf, die aus der Oberseite der Elektrode hervorragt und eine Fläche für den Anschluß, an die Sammelschiene 20 bildet.
Die ChlorelektrodenpLatten 22 und 24 bestehen vorzugsweise aus porösem Graphit, das für Flüssigkeiten durchlässig, jedoch gasundurchlässig ist, z.B. PG-60 der Union Carbide Corporation oder Graphit 37-G der Airco Speer. Der Graphitrahmen 26 ist vorzugsweise auch aus dichtem Graphit gefertigt und dient zum Trennen der beiden Chlorelektroden, wobei er als elektrische Leitung wirkt. Dieser Graphitrahmen weist einen oberen Schenkel 26a und einen Seitenschenkel 26b an jedem Ende der
-12-
Ghlorelektrode auf. Ferner umfaßt er auch eine Zunge 29, die zur elektrischen Verbindung der Chlorelektrode'18 mit der Sammelschiene 20 dient. Die genaue Beschreibung der Verbindung zwischen den Elektrodenplatten 22 und 24 und dem Graphitrahmen 29 wird in der mitanhängigen ' US-Patentanmeldung-"A Method of Joining Graphite to Graphite" (Verfahren zum Verbinden von Graphit und Graphit) gegeben, die ebenfalls von der Anmelderin stammt und hier ausdrücklich als Bezug angeführt wird.
- -
Der Kunststoffrahmen 14 besteht vorzugsweise aus thermoplastischen Harzen, die chemisch gegen die Umgebung der Zinkchloridbatterie widerstandsfähig sind, z.B. Polyvinylchlorid (4008-2124) der General Tire & Rubber Corp.
Boltron, Dupont Teflon (Tetrafluoräthylen) und Pennwalt Kynar (Polyvinylidenfluorid). Der Kunststoffrahmen 14 dient-dazu, die Elektrodenpaare 12 auszurichten und voneinander zu trennen und bildet ein Mittel, den Elektrolyten der Chlorelektrode 18 zuzuführen. Diese ist am Boden zwischen den Elektrodenplatten 22 und 24 zur Auf-. nähme des Elektrolyten offen, da der Graphitrahmen 26 keinen unteren Schenkel aufweist.
Die Sammelschiene 20 ist vorzugsweise wegen ihrer mechanischen Stärke, elektrischen Leitfähigkeit und Beständigkeit gegen chemische Korrosion im Raum der Zinkchloridbatterie aus Titan oder Tantal gefertigt..Die Sammelschiene dient als Stromsammler, wobei sie benachbarte Zellen des Akkumulators 10 elektrisch in Reihe schaltet. Die Stromteilung zwischen den parallelgeschalteten Zellen wird durch einen' Aufsteckstreifen 30 aus Titan erleichtert, der dazu dient, Sammelschienen von der gleichen Polarität miteinander zu verbinden. Am Ende eines jeden Akkus 10 ist eine Gruppe von Leitungen 32 an die Zunge der Abschlußzelle'n angeschlossen. Diese Leitungen führen an eine externe Batterieklemme zu jeder Seite des Akku-
-13-
mulators, die an eine Stromversorgung zur Aufladung der Batterie oder an einen Verbraucher zur Entladung der Batterie angeschlossen ist.
Fig. 3 zeigt einen Autriß des Elektrodenpaars 12 und dient zur Darstellung des Verfahrens der Verbindung der Sammelschiene 20 mit der Zinklelektrode 16 und den Graphitrahmen 26 der Cnlorelektrode 18. In der Zunge 28 der Zinkelektrode 16 sind mehrere Löcher oder öffnungen 34 vorgesehen, ebenso mehrere öffnungen 36 in der Zunge 29 .des Graphitrahmens 26. Die öffnungen 34 und 36 sind längs ihrer Zungen 28 und 29. angeordnet, weil die Stellung der Zinkelektrode .16 und der Chlorelektrode 18 im Akku 10 so ist, daß die öffnungen 34 auch mit den öffnungen 36 flüchten. Die Sammelschiene 20 ist genügend lang und breit, um eine Seite der beiden öffnungen 34 und 36 vollkommen zu bedecken, wenn sie nach der Darstellung der Fig. 2 eingeordnet ist. Zwei Träger 38 und 40 sind so bemessen, daß- sie die Gegenseiten dieser öffnungen abdecken, wobei der Träger 38 die öffnungen 34 und der Träger 40 die öffnungen 36 abdeckt. Nach Bohren oder anderweitigem Anbringen der öffnungen 34 der Zinkelektrode 16 wird die Zunge 28 zwischen die Sammelschiene 20 und den Träger 38 geschoben, so daß die öffnungen 34 vollständig bedeckt sind. Ebenso wird die Zunge 29 der Chlorelektrode 18 zwischen der Sammelschiene-20 und dem Träger 40 so angeordnet, daß die öffnungen 36 vollkommen bedeckt sind. Dann werden die Sammelschiene 20 und der Träger 28 mit der Zinkelektrode 16 an den öffnungen 34 widerstandspunktverschweißt. Ebenso werden, die Sammelschiene 20 und der Träger 40 mit dem Graphitrahmen 26 der Chlorelektrode 18 an den öffnungen 36 widerstandspunktverschweißt. Obwohl die sechs öffnungen in der Zinkelektrode 16 und in der Chlorelektrode 18 vorgesehen sind, ist diese Zahl nicht erfindungswesentlich und kann in Abhängigkeit von den verwendeten Werkstoffen und der Größe der zu verschweißenden Flächen verändert werden.
-14-
-κι Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer" Anordnung 42 für das Widerstandspunktschweißen. Ein Graphitteil 44 ist mit mehreren öffnungen 46. und 48 versehen. Das Graphitteil 44 liegt zwischen- zwei Metallteilen 50 und 52, die so angeordnet sind, daß sie die öffnungen und 48 bedecken. Zwei sich gegenüberstehende Schweißelektroden 54 und 56 besorgen das Punktverschweißen der Teile 50 und 52 mit dem Graphitteil 44 an der öffnung Die Schweißelektrode 54 liegt auf dem Metallteil 50, und äie Schweißelektrode 56 unter dem Metallteil 52, so daß die Schweißelektroden mit der öffnung 46 fluchten. Die Schweißelektroden 54 und 56 sind über elektrische Leitungen 60, b2 mit einem Transformator 58 verbunden. Dieser erzeugt einen genügend starken elektrischen Strom" für die Widerstandspunktschweißung der Metallteile 50 und 52 mit dem Graphitteil 44. Ehe elektrischer Strom durch die Schweißelektroden 54 und 56 gesandt wird, wird eine bestimmte Höhe von Druck von den Schweißelektroden an den Metallteilen 50 und 52 aufgebracht. Während des Wider-Standspunktschweißens fließt ein Anteil der Metallteile, 50 und 52 in die öffnung 4 6 unter dem Druck der Schweißelektroden 54 und 56. Dabei bildet sich in der öffnung, eine Metallsäule aus, welche den Spalt zwischen den Metall'teilen 50 und 52 schließt. Nach Abschalten des elektrischen Stromes und, wenn sich die Metallsäule" abkühlt, zieht sie sich zusammen und übt eine Kraft aus, welche die Metallteile 50 und 52 zusammenzieht. Somit ergibt das Zusammenschweißen der Metallteile 50 und 52 einen guten elektrischen Kontakt zwischen ihnen und dem Graphitteil 44 durch Druck der Metallteile auf das· Graphitteil. Außerdem dringt auch Metall der Metallteile 50 " und 52 in die Poren" des Graphitteils 44 ein. Die Stärke dieses Eindringens hängt von der Porosität des Graphitteils 44 ab. Dieses Eindringen erhöht auch den elektrisehen Kontakt zwischen den Metallteilen 50 und 52 und dem Graphitteil 44". Man erkennt auch, daß die in der öff-
-15-
nung 46 ausgebildete Metallsäule einen direkten elektrischen Kontakt zwischen den Metallteilen 50 und 52 ergibt. Dies ist von Bedeutung/ wenn eines der Metallteile als Stromsammelsohiene wie die Sammelschiene 20 der Fig. 1 3 dient. Damit bilden die Träger 38 und 40 praktisch einen Teil der Sammelschiene 20 nach dem Verschweißen, wodurch die Kontaktfläche vergrößert wird, die zur Stromübertragung zwischen den Elektroden und der Sammelschiene dient. Die vergrößerte Kontaktfläche erhöht auch die elektrische Verbindung und verringert Spannungsverluste im Akkumulator 10.
Ferner erkennt man auch, daß die Schweißelektroden 54 und 56 für eine Widerstandspunktschweißung der Metallteile 50 und 52 an das Graphitteil 54 in der öffnung 48 eingesetzt werden können. Es kann auch ein anderer Satz von Schweißelektroden vorgesehen sein, so daß die Punktschweißung an den öffnungen 46 und 48 gleichzeitig erfolgen kann. Damit kann die einzelne Punktschweißung an den öffnungen 34-und 36 im Elektrodenpaar 12 der Reihenfolge nach mit einem Schweißelektrodensatz oder gleichzeitig mit mehreren Schweißelektroden durchgeführt werden.
Beispiel
Dichter Graphit wurde mit zwei Titanstäben wie folgt verbunden. In der Graphitplatte der Güteklasse ATJ wurden entsprechende öffnungen ausgeformt. Zwei Titanstäbe wurden mit feinem Sand abgestrahlt, um die Oberfläche von jeder Oxid- und Fettschicht zu befreien. Es sei bemerkt, daß
SQ andere Oberflächenbehandlungsverfahren ebenso eingesetzt werden können. Die Graphitplatte und die Titanstäbe wiesen eine Dicke von 1 mm auf, und die öffnungen in der Graphitplatte einen Durchmesser von 2 mm. Nachdem die Titanstäbe so angeordnet wurden, daß sie die Öffnungen in der Graphitplatte bedeckten, wurde ein Druck von 100 kg an den Titanstäben bei der ersten öffnung aufgebracht, die
-16-
-Κι zum'Schweißen durch zwei gegenüberstehende Schweißelektroden ausgewählt wurden. Ein kurzer Stromimpuls von 2-3 Perioden wurde durch die Schweißelektroden gesandt, um die Punktschweißung durchzufuhren. Das verwendete Schweißgerät war ein Gerät ESAB SVPR 753, und die Schweißfläche der Schweißelektroden betrug 30 mm2. Obwohl Titan mit einer Sauerstoff- und-Stickstoffatmosphäre .über 1000° F (ca. 538 ° C) äußerst aktiv ist, ergab" es sich, daß keine spezielle atmosphärische Abschirmung (z.B.
mit Argon oder Heliumgas) fur die Widerstandspunktschweißung erforderlich war. Wegen der Gasundurchlässigkeit der verwendeten Werkstoffe und der erfindungsgemäßen Anordnung befand sich nur wenig Luft in öffnungen der Graphitplatte. Obwohl möglicherweise etwas Oxidation
1.5 aufgetreten sein kann, beeinflußte sie nicht die Güte und Durchgängigkeit des erzielten elektrischen Kontaktes.
Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbexspiel sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise sind die Höhe des aufgewandten Druckes, die Größe der öffnungen, Zeitspanne und Größe des elektrischen Stroms von der Wahl und den Abmessungen der gewählten Werkstoffe abhängig, wobei z.B. poröser Graphit anstatt dichtem Graphit verwendet werden kann.

Claims (23)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbinden zweier Metallteile mit einem Graphitteil, um eine Einrichtung mit einem niedrigen Übergangswiderstand zu bilden, gekennzeichnet durch:
(a) Einbringen mehrerer Öffnungen in das Graphitteil,
(b) Anordnung des Graphitteils zwischen den Metallteilen und der Metallteile so, daß sie die öff-. . nungen im Graphitteil decken und
(c) Widerstandspunktschweißen der Metallteile an das Graphitteil an den Öffnungen im Graphitteil.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile durch die Öffnungen im.Graphitteil miteinander punktverschweißt werden'.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile aus Titan und das Graphitteil ' aus dichtem Graphit gefertigt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanteile gereinigt werden, um Oxid- oder Fettschichten von ihren Oberflächen zu entfernen.
■
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanteile durch Sandstrahlen gereinigt werden. .
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile aus Tantal und die Graphitteile aus dichtem Graphit gefertigt sind.
7. Verfahren zum Verbinden von Metall mit Graphit, ge- ^^ kennzeichnet durch
-4-
y 1 (a) Einbringen mehrerer Öffnungen in ein zu verbin
dendes Graphitteil,
(b) Anordnung des Graphitteils zwischen zwei Metallteilen und der Metallteile so, daß sie die öffnungen im Graphitteil bedecken und
(c) Widerstandspunktverschweißen der Metallteile durch die Öffnungen im Graphitteil.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktverschweißung an den einzelnen Öffnungen im Graphitteil gleichzeitig erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktverschweißung an den.einzelnen öffnungen im Graphitteil nacheinander erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß.für das Punktschweißen zwei entgegengesetzt angeordnete Schweißelektroden vorgesehen sind. -
11". Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß Druck von einer bestimmten Höhe von den Metall—
teilen während des Punktschweißens aufgebracht wird.
12. Verfahren zum Verbinden von Metall und Graphit, gekennzeichnet durch:
(a) Einbringen mehrerer Öffnungen in ein zu verbindendes Graphitteil·,
(b) Anordnung des Graphitteils zwischen zwei Metall— 3^ teilen und der Metallteile so, daß sie die Öffnungen im Graphitteil bedecken; · .
(c) Aufbringen eines Drucks von bestimmter Höhe an den Metallteilen, wobei zwei entgegengesetzt liegende Schweißelektroden mit je einer Öffnung im Graphitteil fluchten-,
(d) Beschicken der Schweißelektroden mit einem ge—
*; nügend starken elektrischen Strom, um die Metall-
j . -5-
teile durch die Öffnungen miteinander punktzuver-
schweißen und
(e) Wiederholen von (c) und (d), bis die Metallteile miteinander durch jede Öffnung im Graphitteil punktverschweißt sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Graphitteil eine dichte Graphitplatte ist und die Öffnungen in ihr so im Abstand voneinander ■ angeordnet sind, daß sie fluchten.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile Titanstäbe sind, deren Breite größer ist als der Durchmesser der öffnungen in der
15- dichten Graphitpla.tte, jedoch erheblich kleiner als die Breite der Graphitplatte.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in der dichten Graphitplatte in einem zungenförmigen Abschnitt der dichten Graphitplatte eingebracht sind.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dichte Graphitplatte eine Elektrode für eine elektrochemische Zelle ist, und daß einer.der Titanstäbe eine Sammelschiene ist, die eine elektrische Verbindung mit der dichten Graphitelektrode herstellt.
17. Verfahren zur Ausbildung einer elektrischen Sammelschienenverbindung zwischen zwei Graphitelektroden entgegengesetzter Polarität, die aneinanderstoßend durchgehend in einem elektrochemischen Akkumulator angeordnet sind, gekennzeichnet durch
— ξ —
(a) Einbringen mehrerer fluchtender Öffnungen in beide Graphitelektroden,
(b) Bereitstellen einer Metallsammelschiene, die genügend groß ist, daß sie sich zwischen einer ersten Seite von Öffnungen für beide Graphitelektroden erstreckt und diese bedeckt und Bereitstellen von zwei Metallträgern, die jeweils genügend groß sind, daß sie eine zweite gegenüberliegende Seite der Öffnungen in einer der IQ Graphitelektroden bedecken,
(c) Anordnung der Metallsammelschiene so, daß sie sich zwischen der ersten Seite der Öffnungen für beide Graphitelektroden erstreckt und diese bedeckt, Anordnen des zweiten Metallträgers, daß er die zweite gegenüberliegende Seite der Öffnungen
der anderen Graphitelektrode bedeckt und,
(d) Widerstandspunktverschweißen der Metallsammel-
.schiene und der beiden Metallträger mit den beiden Graphitelektroden an jeder der einzelnen ; . Öffnungen in den Graphitteileh.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in einem zungenförmigen Abschnitt .der Graphitelektroden eingebracht sind.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zungenförmigen Abschnitte über einer aktiven Wirkfläche der Graphitelektroden angeordnet sind.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsammelschiene und die Metallträger aus Titan gefertigt sind.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrochemische Akkumulator ein Zinkchloridakkumulator ist.
-7-
1
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß eine der Graphitelektroden eine Zinkelektrode •und die andere Graphitelektrode eine Chlorelektrode ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkelektrode und mindestens der Zungenabschnitt der Chlorelektrode aus dichtem Graphit gefertigt sind. 10
-8-35
DE19813147191 1981-03-23 1981-11-27 Verfahren zur verbindung von metallen und graphit Granted DE3147191A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/246,841 US4343982A (en) 1981-03-23 1981-03-23 Method of joining metal to graphite by spot welding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3147191A1 true DE3147191A1 (de) 1982-09-30
DE3147191C2 DE3147191C2 (de) 1992-04-30

Family

ID=22932454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813147191 Granted DE3147191A1 (de) 1981-03-23 1981-11-27 Verfahren zur verbindung von metallen und graphit

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4343982A (de)
JP (1) JPS57156878A (de)
BE (1) BE891802A (de)
CA (1) CA1185774A (de)
DE (1) DE3147191A1 (de)
FR (1) FR2502141B1 (de)
GB (1) GB2095151B (de)
IT (1) IT1139588B (de)
SE (1) SE8107401L (de)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3303244A1 (de) * 1982-10-07 1984-04-12 Schäfer Werke GmbH, 5908 Neunkirchen Verfahren zur verbindung zweier teile, die nicht unmittelbar miteinander verschweissbar sind
US5382769A (en) * 1990-04-03 1995-01-17 Lockheed Corporation Resistance brazed joints for carbon/carbon structures
US5645744A (en) * 1991-04-05 1997-07-08 The Boeing Company Retort for achieving thermal uniformity in induction processing of organic matrix composites or metals
US7126096B1 (en) 1991-04-05 2006-10-24 Th Boeing Company Resistance welding of thermoplastics in aerospace structure
US5728309A (en) * 1991-04-05 1998-03-17 The Boeing Company Method for achieving thermal uniformity in induction processing of organic matrix composites or metals
US5793024A (en) * 1991-04-05 1998-08-11 The Boeing Company Bonding using induction heating
US5624594A (en) * 1991-04-05 1997-04-29 The Boeing Company Fixed coil induction heater for thermoplastic welding
US5808281A (en) * 1991-04-05 1998-09-15 The Boeing Company Multilayer susceptors for achieving thermal uniformity in induction processing of organic matrix composites or metals
US5641422A (en) * 1991-04-05 1997-06-24 The Boeing Company Thermoplastic welding of organic resin composites using a fixed coil induction heater
US5410132A (en) * 1991-10-15 1995-04-25 The Boeing Company Superplastic forming using induction heating
US5723849A (en) * 1991-04-05 1998-03-03 The Boeing Company Reinforced susceptor for induction or resistance welding of thermoplastic composites
US5500511A (en) * 1991-10-18 1996-03-19 The Boeing Company Tailored susceptors for induction welding of thermoplastic
US5508496A (en) * 1991-10-18 1996-04-16 The Boeing Company Selvaged susceptor for thermoplastic welding by induction heating
US5444220A (en) * 1991-10-18 1995-08-22 The Boeing Company Asymmetric induction work coil for thermoplastic welding
US5710412A (en) * 1994-09-28 1998-01-20 The Boeing Company Fluid tooling for thermoplastic welding
US5660669A (en) * 1994-12-09 1997-08-26 The Boeing Company Thermoplastic welding
US5486684A (en) * 1995-01-03 1996-01-23 The Boeing Company Multipass induction heating for thermoplastic welding
US5573613A (en) * 1995-01-03 1996-11-12 Lunden; C. David Induction thermometry
US5705795A (en) * 1995-06-06 1998-01-06 The Boeing Company Gap filling for thermoplastic welds
US6602810B1 (en) 1995-06-06 2003-08-05 The Boeing Company Method for alleviating residual tensile strain in thermoplastic welds
US5717191A (en) * 1995-06-06 1998-02-10 The Boeing Company Structural susceptor for thermoplastic welding
US5829716A (en) * 1995-06-07 1998-11-03 The Boeing Company Welded aerospace structure using a hybrid metal webbed composite beam
US5556565A (en) * 1995-06-07 1996-09-17 The Boeing Company Method for composite welding using a hybrid metal webbed composite beam
US5756973A (en) * 1995-06-07 1998-05-26 The Boeing Company Barbed susceptor for improviing pulloff strength in welded thermoplastic composite structures
US5760379A (en) * 1995-10-26 1998-06-02 The Boeing Company Monitoring the bond line temperature in thermoplastic welds
US5916469A (en) * 1996-06-06 1999-06-29 The Boeing Company Susceptor integration into reinforced thermoplastic composites
US5869814A (en) * 1996-07-29 1999-02-09 The Boeing Company Post-weld annealing of thermoplastic welds
US5902935A (en) * 1996-09-03 1999-05-11 Georgeson; Gary E. Nondestructive evaluation of composite bonds, especially thermoplastic induction welds
US6284089B1 (en) 1997-12-23 2001-09-04 The Boeing Company Thermoplastic seam welds
JPH11283608A (ja) 1998-03-26 1999-10-15 Tdk Corp 電池用電極、その製造方法及び電池
WO2001054856A1 (en) * 2000-01-26 2001-08-02 Lion Compact Energy, Inc. Low resistance electrical & thermal bond and method of making same
CN1240148C (zh) * 2000-11-01 2006-02-01 索尼株式会社 电池及其制造方法
JP4852784B2 (ja) * 2000-11-01 2012-01-11 ソニー株式会社 電池およびその製造方法
JP5344423B2 (ja) 2008-09-26 2013-11-20 株式会社Ｓｕｍｃｏ 炭素電極の製造方法および石英ガラスルツボの製造方法
TWI376831B (en) * 2009-03-17 2012-11-11 Energy Control Ltd High conductivity battery connecting structure by using graphite
CN101847702B (zh) * 2009-03-24 2013-02-27 电能有限公司 通过石墨进行电池外部高导电率连接的结构
GB2469449B (en) * 2009-04-14 2014-06-04 Energy Control Ltd Connecting structure for exteriorly connecting battery cells
DE102009035498A1 (de) 2009-07-31 2011-02-03 Daimler Ag Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zu deren Herstellung
US8361647B2 (en) 2010-03-19 2013-01-29 GM Global Technology Operations LLC Reversible battery assembly and tooling for automated high volume production
US10058949B2 (en) * 2013-10-04 2018-08-28 GM Global Technology Operations LLC Resistance spot welding steel and aluminum workpieces using insertable cover

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB482046A (de) * 1900-01-01
GB504405A (en) * 1937-11-03 1939-04-25 Frederick John Weakley Improvements relating to welded construction
US4071660A (en) * 1976-04-26 1978-01-31 Energy Development Associates Electrode for a zinc-chloride battery and batteries containing the same
US4100332A (en) * 1977-02-22 1978-07-11 Energy Development Associates Comb type bipolar electrode elements and battery stacks thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR930961A (fr) * 1942-04-21 1948-02-10 Procédé d'assemblage par soudure par points notamment pour constructions mixtes alliage léger-acier
US2356049A (en) * 1942-06-19 1944-08-15 Westinghouse Electric & Mfg Co Method of resistance welding
FR1208618A (fr) * 1958-09-02 1960-02-24 Electrochimie Soc Perfectionnement aux amenées de courant à des électrodes en graphite
US3300854A (en) * 1964-05-14 1967-01-31 Mcdonnell Aircraft Method of making refractory metal structures with an oxidation resistant coating
GB1302550A (de) * 1969-08-22 1973-01-10
JPS492665A (de) * 1972-04-26 1974-01-10
US3878356A (en) * 1973-09-27 1975-04-15 Cleveland E Roye Diffusion band riveting method
JPS50137324U (de) * 1974-04-30 1975-11-12
US4166210A (en) * 1977-04-26 1979-08-28 General Battery Corporation Electrodes for use in the extrusion-fusion welding of lead parts through an aperture in a battery case

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB482046A (de) * 1900-01-01
GB504405A (en) * 1937-11-03 1939-04-25 Frederick John Weakley Improvements relating to welded construction
US4071660A (en) * 1976-04-26 1978-01-31 Energy Development Associates Electrode for a zinc-chloride battery and batteries containing the same
US4100332A (en) * 1977-02-22 1978-07-11 Energy Development Associates Comb type bipolar electrode elements and battery stacks thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0237266B2 (de) 1990-08-23
JPS57156878A (en) 1982-09-28
FR2502141B1 (fr) 1986-09-12
SE8107401L (sv) 1982-09-24
GB2095151B (en) 1985-08-21
BE891802A (fr) 1982-04-30
CA1185774A (en) 1985-04-23
DE3147191C2 (de) 1992-04-30
US4343982A (en) 1982-08-10
IT1139588B (it) 1986-09-24
FR2502141A1 (fr) 1982-09-24
IT8125018A0 (it) 1981-11-12
GB2095151A (en) 1982-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3147191C2 (de)
DE3147192C2 (de)
DE2458062A1 (de) Nasse abdichtung fuer fluessigelektrolytbrennstoffzellen
DE102006054309A1 (de) Batteriezelle mit Kontaktelementenanordnung
DE10020413B4 (de) Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten
DE2554402A1 (de) Primaerelement
DE2262173A1 (de) Auseinandernehmbare bipolare elektrode
DE1671932B2 (de) Brennstoffbatterie
DE3325836A1 (de) Verfahren zur herstellung einer natrium-schwefel-speicherbatterie mittels thermokompressionsverbinden
DE2631684A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von zink aus einer alkalischen zinkatloesung
WO2021197787A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur kohlenstoffdioxid- oder kohlenstoffmonoxid-elektrolyse
EP0722193B1 (de) Elektrochemisch aktives Element zu einer planaren Hochtemperatur-Brennstoffzelle
DE3112017A1 (de) Elektrolytische zelle zum ausscheiden von chlorgas aus anderen gasen
DE2627142B2 (de) Elektrochemische Zelle
EP0064655A1 (de) Überbrückungselement
DE102008059963B4 (de) Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zu deren Herstellung
DE102019135055A1 (de) Batteriezelle
DE2818559A1 (de) Aus einer poroesen membran und einem traeger bestehender verbundkoerper und verfahren zu seiner herstellung
DE10219456B4 (de) Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung einer solchen
DE2610414A1 (de) Anschlusstueck fuer eine elektrochemische vorrichtung
DE3332174A1 (de) Elektrochemische zelle sowie herstellungsverfahren hierfuer
DE3631965C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Anschlußdurchführung für eine Batterie bestehend aus übereinandergestapelten Zellen
DE2828412C2 (de) Durchführung einer Leitung durch einen Wandteil eines Behälters
DE19541255A1 (de) Galvanische Zelle
EP2243179B1 (de) Verfahren zur herstellung einer einzelzelle für eine batterie

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: HAUCK, H., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING., 8000 MU

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee