DE1016336B - Verfahren zur Herstellung von negativen Elektroden alkalischer Akkumulatoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung negativer Elektroden alkalischer Akkumulatoren durch Sintern von Vorgarnisehen von Kupfer-Nickel-Pulver zu einem porösen-, als Träger der aktiven Masse dienenden Sintergerüst.

Es ist bereits bekannt, als negative Elektrode für alkalische Akkumulatoren Sinterplatten aus Kupfer-Nickel-Legierungen zu verwenden. Es ist auch bekannt, besonders innige VoTgemische aus Kupfer- und Nickelpulver herzustellen, z. B. in der Weise, daß Kupfer aus einer Kupfer-Salz-Lösung durch Nickel abgeschieden wird. Diese Abscheidung ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, da das Nickel meist passiv ist und eine Kupferabscheidung erst nach einer reduzierenden Behandlung in Wasserstoff bei erhöhter Temperatur möglich ist.

Es ist auch bekannt, mechanische Gemenge¹ von Metallpulvern oder auch Vo-rgemische, die durch gemeinsame Reduktion von Oxydpulvern erhalten werden, zu sintern.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei den. bisher üblichen Arbeitsweisen, nach denen die Teilchengröße der zu verarbeitenden Metallpulver nach der gewünschten Porengröße gewählt werden, soll und grob- und feinkörnige Pulver desselben Metalls oder verschiedener Metalle miteinander gemischt und gesintert werden können, die Verbindung der beiden Metalle unvollständig ist. Durch mikroskopische Untersuchungen kann man feststellen, daß im Sintergerüst Kupfernester zurückbleiben, die erst nach einer 20 Stunden dauernden Homogenisierung beseitigt werden, was für die Praxis nicht tragbar ist.

Während Nickel in der als Elektrolyt verwendeten Kalilauge passiv ist, aktiviert sich das Kupfer bei einer Zellenspannung gegen Nickelhydrat von. etwa 0,8 V, d. h. nachdem sich das als aktives Material der negativen Elektroden verwendete Cadmium und/oder Eisen entladen hat, indem es sich bei Tiefentladung der negativen Elektrode zu Kupferhydroxyd umsetzt, das in der starken Kalilauge merklich, löslich ist, was man an der einsetzenden Blaufärbung der Lauge erkennt. Wird die Zelle bei diesem Vorgang bis zur Umpolung entladen, scheidet sich das Kupfer auf der nun umgepolten, auf negativem Potential befindlichen positiven Elektrode ab, um sich dann, bei dem folgenden Ladevorgang wieder in der Lauge zu lösen und sich auf der negativen Elektrode abzuscheiden.

Auch bei Tiefentladungen nicht bis zur Umpolung geht das Kupfer in Lösung und scheidet sich dann bei der folgenden Ladung auf der negativen Elektrode ab.

Diese Kupfer abscheidungen, die besonders an Stellen großer Stromdichte, z. B. an den Durchbrüchen gelochter Separatoren, erfolgen, führen schließlich zu Kurzschlüssen und damit zum Ausfall Verfahren zur Herstellung
von negativen Elektroden
alkalischer Akkumulatoren

Anmelder:

Accumulatoren-Fabrik Aktiengesellschaft, Hagen (Westf.)

Dr. Freimut Peters, Hagen (Westf.),
ist als Erfinder genannt worden

der Zellen. Die Kupfereinwirkung- beeinflußt auch die Kapazität der Zelle ungünstig; es wurde festgestellt, daß sie dadurch einen rückläufigen Gang zeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Sintern von Kupfer- und Nickelpulver ein Sintergerüst aus einer homogenen Kupfer-Nickel-Legierung herzustellen, die keine Kupfernester und damit verbundene, oben beschriebene Nachteile autweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein feinpulvriges, inniges Vorgemisch von Kupfer-Nickel-Metallpulver mit einem Verhältnis des Kupfergewichtes zum Gesamtgewicht von 70 bis 20% und mit einem Kornanteil des Gemisches d <ü 0,06 mm von mindestens 80% des Gesamtgewichtes und einem Schüttgewicht von 0,5 bis 1,5 g/ccm, welches praktisch frei ist von Verunreinigungen durch andere Metalle oder Metallverbindungen, in üblicher Weise in reduzierender Atmosphäre zu einem porösen Sintergerüst versintert wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß ein durch gemeinsame elektrolytische Abscheidung von Kupfer-Nickel-Pulver aus elektrolytischen Bädern erhaltenes inniges Vorgemisch der bezeichneten Art zu einem hochporösen Sintergerüst gesintert wird.

Man kann schließlich in. einer anderen besonders vorteilhaften Ausführungsform so verfahren, daß ein inniges Vorgemisch von Kupfer-Nickel-Pulver der bezeichneten Art gesintert wird, welches durch Zersetzung von Nickelcarbonyldampf in Gegenwart von Kupferpulver hergestellt wurde.

Der bedeutende, durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt ergibt sich daraus, daß man auf allen diesen Wegen zu Kupfer-Nickel-Pulvern kommt, die die notwendigen Voraussetzungen besitzen, um daraus einwandfreie Kupfer-Nickel-Sintergerüste aus

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homogenen Legierungen zu erhalten, die als Träger der negativen Masse alkalischer Akkumulatoren besonders geeignet sind, daß sie von den oben beschriebenen Nachteilen frei sind und ein einwandfreies Arbeiten der negativen Elektroden gewährleisten.

Claims (3)

Patentansprüche.·

1. Verfahren, zur Herstellung von negativen Elektroden alkalischer Akkumulatoren durch Sintern von Vorgemischen von Kupfer-Nickeil-Pulver zu einem porösen, als Träger der aktiven Masse dienenden Sintargerüst, dadurch gekennzeichnet, daß ein feinpulvriges, inniges Vorgemisch von Kupfer-Niakel-Metallpulver mit einem Verhältnis des Kupfergewichtes zum Gesamtgewicht von 70 bis 20% und mit einem Kornanteil des Gemisches d <C 0,06 mm von mindestens 80 % des Gesamtgewichtes und einem Schüttgewicht von 0,5 bis 1,5 g/ccm, welches praktisch frei ist von Verunreinigungen durch andere Metalle oder Metallverbindungen, in üblicher Weise in reduzierender Atmosphäre zu einem porösen Sintergerüst versintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch gemeinsame elektrolytische Abscheidung von Kupfer-Nickel-Pulver aus elektrolytischen Bädern erhaltenes inniges Vorgemisch der bezeichneten Art zu einem hochporösen Sintergerüst gesintert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein inniges Vorgemisch von Kupfer-Nickel-Pulvei" der bezeichneten Art gesintert wird, welches durch Zersetzung von Nickelcarbonyldampf in Gegenwart von Kupferpulver hergestellt wurde.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 838 375, 749 774, 010, 519 456;

Richard Kieffer und Werner Hotop, »Pulvermetallurgie und Sinterwerkstoffe«, 1943, S. 19 bis 25, 31, 125, 126.

© 7OJ 695/154 9.