AT203077B - Akkumulator mit alkalischem Elektrolyten und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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  Akkumulator mit alkalischem Elektrolyten und
Verfahren zu seiner Herstellung 
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 Das bei dieser Reaktion gebildete Bariumkarbonat ist unlöslich, so dass das auf diesem Wege gebundene Karbonat die   elektrochemischen Vorgänge   im Akkumulator nicht mehr stören kann. Anderseits wird durch die chemische Reaktion neues Kaliumhydroxyd gebildet bzw. es bleibt die Menge des vorhandenen Ka-   liumhydroxydes,   das zum Betrieb des Akkumulators notwendig ist, erhalten. 



   Das unlösliche Bariumkarbonat bzw. Strontiumkarbonat bildet sich überall dort, wo das Kaliumkarbonat mit dem erfindungsgemäss verwendeten Bariumhydroxyd bzw. Strontiumhydroxyd in Berührung kommt, d. h. entweder im Elektrolyten oder in den Hohlräumen der Elektroden. Dieser letztere Fall ist   erfindungsgemäss   besonders wichtig, weil durch die Entfernung des Karbonates aus der unmittelbaren Nähe der aktiven Masse eine Beeinträchtigung der elektrochemischen Vorgänge vermieden wird.

   Es entfällt somit durch die erfindungsgemässe Massnahme nicht nur die Notwendigkeit des periodischen Laugewechsels und der gegebenenfalls anzuschliessenden Regeneration des Elektrolyten, was infolge der Vereinfachung der Behandlung und Wartung eine wesentliche Einsparung an Arbeitszeit und eine Erhöhung der Betriebssicherheit bedeutet, sondern es wird auch, wie Versuche gezeigt haben, durch die Bindung des Karbonates an die Porenzellen der Elektroden, aus denen sich das Karbonat durch einen in üblicher Weise durchgeführten Laugewechsel nur sehr schwer und auch niemals völlig entfernen lässt, eine Verbesserung von Kapazität und Lebensdauer erzielt. Dadurch, dass die aktive Masse nunmehr auch in ihren Hohlräumen mit einem karbonatfreien Elektrolyten in Berührung steht, wird sie in einem höheren Grade ausgenutzt und die Spannungslage bei der Entladung verbessert.

   Diese Wirkungen lassen sich bei der bisher bekannten Verfahrenweise nicht erreichen. 



   Im vorliegenden Fall liegt auch ganz offensichtlich eine Depot-Wirkung vor. Da nur etwa 2 g Bariumhydroxyd pro Liter   löslich   sind, wird durch das Einbringen von grösseren Mengen Bariumhydroxyd in den Elektrolyten ein Puffer geschaffen, der sofort dann eingreifen kann, wenn Bariumhydroxyd für die Bindung von Karbonaten benötigt wird. Es wird also durch   die jederzeit zur Verfügung stehenden Hydroxyd-   mengen im Elektrolyt sofort das schädliche Karbonat inaktiviert. Die negative Platte, die im wesentlichen durch das Karbonat an einem einwandfreien Arbeiten gehindert wird, wird also stets in ihrem optimalen Kapazitätsgehalt belassen. 



   Es ist nun bereits bekannt geworden, bei einem alkalischen Akkumulator dem Elektrolyten geringe Mengen Lithiumhydroxyd beizumengen. Hiebei wirkt sich jedoch das Lithiumhydroxyd auf die positive Platte aus, nicht aber auf die negative, die durch das Karbonat, wie oben   erwähnt, geschädigt wird.   



  Grundsätzliche Unterschiede bei der Verwendung von Lithiumhydroxyd gegenüber Bariumhydroxyd und/oder Strontiumhydroxyd bestehen ferner darin, dass   1)   bis zu 50 g Lithiumhydroxyd bei Zimmertemperatur in der üblichen, Weise verwendeten Kalilauge der Dichte 1, 2 löslich sind und dass
2) erst bei der Anwesenheit von 50-60 g Kaliumkarbonat Lithiumkarbonat anfängt, aus der Lauge auszufüllen. Das bedeutet, dass offensichtlich das Lithiumkarbonat bis zu einem gewissen Grad in Kalilauge löslich ist und erst bei dem angegebenen Überschuss an Karbonat zum Ausfall kommt. Man wird also die schädliche Wirkung des Karbonats durch das Lithium erst dann kompensieren können, wenn schon annähernd die Grenzbelastung mit Karbonat innerhalb einer Zelle überhaupt erreicht ist (zwischen 70 und 100 g Karbonat je Liter). 



   Ferner kommt noch hinzu, dass die auch schon aus preislichen Gründen geringfügigen Mengen der Zugabe von Lithiumhydroxyd (im allgemeinen dürften 15 g pro Liter das Maximum sein, das zugegeben wird) nicht ausreichen würden, um die oben angegebenen, sich entwickelnden Karbonatmengen auf die. 



  Dauer zu binden. 



   Die zur Bindung der   in-elektrolyten   enthaltenen Karbonate dienenden Stoffe können auf verschiedenen Wegen zugegeben werden. Beispielsweise kann im Rahmen der Erfindung das zur Bindung des Karbonates dienende Bariumhydroxyd und/oder Strontiumhydroxyd den aktiven Massen der Elektroden beigemischt werden. Dies kann in trockenem oder gelöstem Zustand während der Herstellung der Elektroden erfolgen. Diese Zugabe kann in gleicher Weise zur negativen und zur positiven aktiven Masse erfolgen,   z. B.   zu der üblichen Cadmiummasse bzw. zu der üblichen Nickelmasse.

   Es ist jedoch auch möglich, das zur Bindung des löslichen Karbonates dienende Bariumhydroxyd und/oder Strontiumhydroxyd schon dem zur Formation der Elektroden oder dem zur ersten Inbetriebsetzung des Akkumulators benötigten Elektrolyten zuzugeben bzw. in ihm in ausreichender Menge zu lösen. 



   Die Menge des Zusatzes richtet sich nach dem von vornherein vorhandenen Karbonat bzw. nach der Menge des während des Betriebes des Akkumulators vom Elektrolyten aufgenommenen Karbonates und wird zweckmässig so gewählt, dass sie ausreicht, das in dem unbehandelten Akkumulator vorhandene bzw. das in dem Elektrolyten sich während längerer   Betriebszeit anreichernde Karbonat   völlig zu binden und da- 

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 durch zu inaktivieren. 



   Das erfindungsgemäss   vorgeschlagene Verfahren lä ! 3t   sich für alkalische Akkumulatoren jeder bekannten offenen und ständig gasdicht verschlossenen Bauart verwenden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Akkumulator mit alkalischem Elektrolyten, gekennzeichnet durch im Elektrolyten oder in den Elektroden befindliches Bariumhydroxyd und/oder Strontiumhydroxyd, das mit dem im Elektrolyten bzw. in den Elektroden vorhandenen löslichen Karbonat eine unlösliche und dadurch an dem elektrochemischen Vorgang unbeteiligte chemische Verbindung bildet.

Claims (1)

1. 2. Alkalischer Akkumulator nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bindung des Karbonates dienende Bariumhydroxyd und/oder Strontiumhydroxyd den aktiven Massen der Elektroden beigemischt ist.

   3. Verfahren zur Herstellung von alkalischen Akkumulatoren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Bindung des löslichen Karbonates dienende Bariumhydroxyd und/oder Strontiumhydroxyd schon dem zur Formation der Elektroden oder dem zur ersten Inbetriebsetzung des Akkumulators benötigten Elektrolyten zugefügt wird.