AT215507B - Verfahren zur Herstellung negativer Elektroden für alkalische Akkumulatoren - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung negativer Elektroden für alkalische
Akkumulatoren 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung negativer Elektroden für alkalische Akkumulatoren durch Pressen von pulverförmigem, auch die aktive Masse enthaltendem Material gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 1018947. Diese Patentschrift beschreibt ein Verfahren zur Herstellung negativer Elektroden alkalischer Akkumulatoren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Mischungen eines leitenden Materials aus pulverförmigem Nickel und/oder Kupfer-Nickel bzw. Eisen-Nickel mit aktiver Masse aus pulverförmigem, cadmium", zink-bzw. eisenhaltigem Material mit einem Anteil von mindestens 40 bis 50   Gew.-Oxyden   bzw.   Hydroxyden   dieser Metalle unter einem Druck von 700 bis 1400   kg/cm   kalt ge- 
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   3körperEin Nachteil   vonPresselektroden auf Basis Nickelpulver und Eisenmasse   besteht aber darin, dass diese Platten keinen Zusammenhalt haben und infolgedessen sehr schnell bei dem elektrochemischen Arbeiten im Akkumulator zerfallen. Das Sinterverfahren hat den Vorteil, dass man ein stabiles, gut leitendes inaktives metallisches   Trägergerüst   (beispielsweise aus Nickel-Eisen) für die   aktive Masse-erhält.   Es besteht aber der Nachteil, dass die aktive Masse nachträglich mit komplizierten Verfahren und in einem mehrmaligen Arbeitsgang in die Poren dieses Metallgerüstes eingebracht werden muss. Es ist auch vorgeschlagen worden, durch Pressen von Eisenoxyd mit Kupferpulver hergestellte Platten nach ihrer Formgebung im kalten Zustand einer thermischen Nachbehandlung zu unterwerfen.

   Bei dieser thermischen Behandlung sollte eine Versinterung allein des Kupfers stattfinden. Eine Versinterung mit dem durch Reduktion entstehenden metallischen Eisen ist auch nicht möglich, da, wie bekannt ist, Kupfer und Eisen keine Legierung miteinander bilden. 



   Der genannte Vorschlag führt daher auch nicht zu einem technisch brauchbaren Produkt, denn es bestehen folgende Nachteile :
1. Es wird trotz der Wärmebehandlung keine ausreichende Verfestigung erreicht, weil der Kupferanteil nicht genügend miteinander versintert. Die Ausbildung eines   zusammenhängendenGerüstes   wird durch die beigemischte Eisenmasse bzw. das daraus entstehende Eisenpulver verhindert, das sich nicht mit dem Kupferpulver legiert. 



   2. Das Kupferpulver ist elektrochemisch aktivierbar,   d. h.   bei anodischer Behandlung bilden sich Kupferverbindungen, die im Elektrolyten löslich sind. Dieses Kupfer scheidet sich dann kathodisch wieder ab, führt zu Schwammbildung und Kurzschlüssen. 



   Nach diesem Vorschlag hergestellte Platten haben keine hohe Lebensdauer, da sie im Akkumulator zerfallen. 



   Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile eine hochporöse Elektrode aus einer Mischung von Nickelpulver und aktiver Eisenmasse herzustellen, bei der das Elektrodengerüst frei von Stoffen ist, die für den Akkumulator schädlich sind, und die   ausserdem einehohe   mechanische Widerstandsfähigkeit besitzt. 

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   Diese Aufgabe   wild erfiBdungsgemSss   dadurch gelöst, dass sich an die   pressbehandlung   einer Mischung von Nickelpulver und aktiver Eisenmasse eine Sinterung des so erhaltenen   Ptesskörpers bei SOO-700 ,   vorzugsweise bei 6000, in reduzierender Atmosphäre anschliesst, wobei im Verlauf dieser Sinterbehandlung ein Versintern eines Teiles des durch Reduktion der Eisentnasse entstandenen hochdisperse sinteraktiven Eisenpulver mit dem als Leitmaterial dienenden Nickelpulver zu einem porösen metallischen Trä- 
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 des nicht mit dem Leitmaterial Nickel legierten, reduzierten Eisens enthalten. 



   Durch das   erfindungsgemässe   Verfahren wird gegenüber dem   bekannten eis beträchtlicher technischer   Fortschritt erzielt, denn a) gegenüber der reinen Pressplatte wird nun eine   verfestigte Plätte erhalten,   die nach dem Arbeitgang des Pressens und der Sinterung die aktive Masse in sich enthalt. Die Verfestigung wird dadurch erreicht, dass ein Teil der Eisenmasse reduziert wird und mit dem als Leitmaterial beigemischten Nickelpulver eine Legierung bildet. Dieses durch Reduktion gewonnene hochdisperse Eisenpulver ist ausserordentlich sinteraktiv, so dass eine Versinterung mit dem beigemischten Nickelpulver schon bei niedrigen Temperaturen stattfindet.

   Als aktive Masse wirkt in diesem Fall das reduzierte Eisen, soweit es nicht mit Nickel legiert ist, denn es ist in   dieser Form elektrochemisch noch aktivierbar, sswie   das nicht reduzierte Eisenoxyd : b) gegenüber dem Sinterverfahren ist die Verwendung niedrigerer Temperaturen möglich, und gleichzeitig ist es bei diesem Verfahren statthaft, die aktive Masse alle Verfahrensschritte mit durchlaufen zu lassen, statt sie, wie bei dem bekannten Sinterverfahren, nachträglich in komplizierter Weise   einzubrin-   gen ;

   c) gegenüber dem bekannten   Pressverfahren   mit anschliessender thermischer Behandlung ist nun die schädliche Anwendung von Kupfer vermieden und ausserdem ist im Gegensatz zu dieser Erfindung tatsäch- 
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 intern ein stabiler, poröser Elektrodenkörper entsteht, der ein elektrisch leitendes Metallgerüst enthält und gleichzeitig aber auch in sich die aktive Masse trägt, ohne dass durch die   Sinterbehandlung eine Schädi-   gung eingetreten ist. Bei der Eigenart des Verfahrens kann man in diesem Fall auf die sonst zur Sinterung von Nickel- und Eisenpulver benötigten hohen Temperaturen verzichten. 



   Wie Versuche gezeigt haben, steht die   mechaniechefestigkeit   der   erfindungsgemässen Elektroden ge"   genüber den bekannten Ausführungen solcher Elektroden mit Kupferpulver in keiner Weise nach, sondern übertrifft diese zum Teil noch beträchtlich. Diese überraschend hohe Stabilität ist vor allen Dingen darauf   zurückzuführen,   dass Nickel und Eisen infolge ihrer gegenseitigen Diffusion während des   erfindungsge-   mässen Herstellungsverfahrens eine Legierung bilden, was beim Sintern von Kupfer und Eisen nicht der Fall ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung negativer Elektroden für alkalische Akkumulatoren durch Pressen von pulverförmigem, auch die aktive Masse enthaltendem Ausgangsmaterial, bei dem fein verteiltes Nickel mit üblicher Eisenmasse vermischt und gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich an diePressbehandlung einer Mischung von Nickelpulver und aktiver Eisenmasse eine Sinterung des so erhaltenen Presskörpers bei 500 - 700 , vorzugsweise bei etwa 6000, in reduzierender Atmosphäre anschliesst, wobei im Verlauf dieser Sinterbehandlung ein Versintern eines Teiles des durch Reduktion der Eisenmasse entstandenen hoch- dispersen sinteraktiven Eisenpulvers mit dem als Leitmaterial dienenden Nickelpulver zu einem porösen metallischen Trägergerüst erfolgt,

   dessen Poren die aktive Masse in Gestalt der nicht reduzierten Eisenverbindungen und des nicht mit dem Leitmaterial Nickel legierten, reduzierten Eisens enthalten.