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Verfahren zur Herstellung einer Kadmiumelektrode
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kadmiumelektrode für galvanische Elemente mit vorzugsweise alkalischen Elektrolyten.
Galvanische Elemente mit alkalischen Elektrolyten und einer Elektrode, deren aktives Material aus Kadmium besteht, sind an sich bekannt. Da Kadmium im alkalischen Elektrolyten praktisch nicht löslich ist, bedarf es dabei jedoch zumeist einer besonderen Vorbereitung dieser Elektroden.
In Sekundärelementen kann man Kadmium ohne weiteres verwenden, weil der für eine besondere Formierung des Kadmiums erforderliche Aufwand wirtschaftlich tragbar ist. Man geht dabei von Kadmiumverbindungen, insbesondere Kadmiumoxyden oder Hydroxyden, aus, die während der Formation in grossflächiges Kadmium umgewandelt werden. Die grosse Oberfläche ist erforderlich, um die Polymerisation der Elektrode hinreichend klein zu halten.
Die Herstellung von Kadmiumelektroden für Primärelemente auf diesem Wege ist wirtschaftlich nicht tragbar. Vielmehr wird man hier von metallischem Kadmium ausgehen müssen, das entweder als Pulver oder als Kadmiumwolle zu einer porösen Elektrode gepresst, gesintert oder gewalzt wird. Es ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem das Kadmium auf einen Träger aus einem a, dern Metall niedergeschlagen wird. Alle diese Elektroden zeigen jedoch eine verhältnismässig hohe Polarisation, obwohl sie eine genügend grosse Oberfläche aufweisen. Wahrscheinlich ist diese Polarisation auf Oberflächenschichten zurückzuführen, die sich auf dem Kadmium bei Luftzutritt bilden.
Bei Zink, Blei und ähnlichen im alkalischen Elektrolyten löslichen Metallen verschwinden diese oxydischen Oberflächenschichten unter Bildung von Zinkaten, Plumbiten usw., während sie beim Kadmium durch die Elektrolyten nicht entfernt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein, Verfahren für die Herstellung von Kadmiumelektro- den zu entwickeln, das unter Umgehung eines besonderen Arbeitsganges, wie es die bei Sekundärelementen übliche Formation ist, eine Elektrode liefert, die sich durch eine niedrige Polarisation und eine gleichmässige Entladekurve auszeichnet.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Kadmiumelektrode aus einem Gemisch von Kadmiumpulver und einem Pulver eines unedleren Metalls gepresst und bzw. oder in der Weise gesintert wird, dass die Teilchen des unedleren Metalls neben den Kadmiumteilchen erhalten bleiben.
Versuche haben ergeben, dass der Zusatz des unedleren Metalls zum Kadmium 0, l-S% von dessen Menge betragen kann, wobei es sich als besonders günstig erwiesen hat, etwa 10/0 des unedleren Metalls zu verwenden. Als besonders geeignetes unedleres Metall hat die Erfahrung das Zink erwiesen. Dabei ist es zweckmässig, zur Erzielung einer grossen Oberfläche dieser Elektrode die Lösungselektrode insbesondere aus Kadmiumpulver, das mit Zinkpulver gemischt ist, z. B. durch Pressen oder Sintern bei erhöhter Temperatur herzustellen.
Durch den Zusatz an unedlen Metallen zum Metall der Lösungselektrode findet im gewissen Sinne eine Art Selbstformation statt, wobei das aktive Material der Elektrode frei gehalten wird von schlecht leitenden Deckschichten, z. B. von Oxydschichten. Dieser Effekt wird jeweils dann hervorgerufen, wenn gemäss der Erfindung dem Kadmium ein elektrochemisch unedleres Metall beigemischt wird.
Von Vorteil hat sich die Verwendung eines Kadmiumpulvers mit einer Korngrösse von etwa 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0, 1 - 0, 3 mm, für die Herstellung der erfindungsgemässen Elektrode erwiesen.
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens können auch Mischungen von Kadmiumpulver zweier verschiedener Korngrössen verwendet werden, insbesondere sind etwa Mischungen von 30 bis 90%, vorzugsweise 60-80ja, eines Kadmiumpulvers mit einer Korngrösse von 0. 1 bis 0,3 mm mit 70 -
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schungen werden dann in der oben beschriebenen Weise mit unedleren Metallen, insbesondere Zink, inhomogen versetzt.
Eine weitere Steigerung der Wirksamkeit des erfindungsgemässen Verfahrens lässt sich dadurch erreichen, dass das Kadmiumpulver und bzw. oder der Zusatz des unedleren Metallpulvers amalgamiert wird.
Nachstehend seien zwei Beispiele für die Herstellung von Kadmiumelektroden nach dem erfindungsgemässen Verfahren angegeben.
Beispiel 1: Es werden etwa 80% eines Kadmiumpulvers mit einer Korngrösse von 0,1 bis 0,3 mm mit etwa 19% eines Kadmiumpulvers, dessen Korngrösse etwa 30 - 40/-1 beträgt, gemischt. Diesem Gemisch werden dann etwa llo eines Zinkpulvers zugemischt. Nachdem das Ganze gut durchgemischt ist, wird es einer Druck-und bzw. oder Temperaturbehandlung unterzogen und in die gewünschte Form gebracht.
Beispiel 2 : Es werden etwa 76% Kadmiumpulver mit einer Korngrösse von 0,1 bis 0,3 mm mit 4% Quecksilber amalgamiert. Durch die Amalgamierung wird ein besserer Zusammenhalt bewirkt. Diesem amalgamierten Kadmiumpulver werden 191o feines Kadmiumpulver mit einer Korngrösse von etwa 40p zugemischt und das Ganze mit 1% Zinkpulver ebenfalls wieder gut durchgemischt.
Die weitere Behandlung erfolgt in bekannter Weise. Natürlich können zur Erhöhung der Porosität der Kadmiumelektrode auch geringe Mengen an Spreizmitteln, wie z. B. Russ, zugesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer Kadmiumelektrode für galvanische Elemente mit insbesondere alkalischem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Gemisch von Kadmiumpulver und einem Pulver eines unedleren Metalls gepresst und bzw. oder in der Weise gesintert wird, dass die Teilchen des unedleren Metalls neben den Kadmiumteilchen erhalten bleiben.