DE1058590B

DE1058590B - Verfahren zur Herstellung einer Kadmiumelektrode

Info

Publication number: DE1058590B
Application number: DEA30870A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr-Ing Joachim Euler
Original assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Current assignee: Accumulatoren Fabrik AG
Priority date: 1958-12-04
Filing date: 1958-12-04
Publication date: 1959-06-04

Description

Verfahren zur Herstellung einer Kadmiumelektrode Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kadmiumelektrode für galvanische Elemente mit vorzugsweise alkalischem Elektrolyten.
Galvanische Elemente mit alkalischem 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. Auch ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem das Kadmium auf einen Träger aus einem anderen 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 den Elektrolyten nicht entfernt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren für die Herstellung von Kadmiumelektroden 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 diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kadmiumelektrode aus einem Gemisch von Kadmi.umpulv er und einem Pulver eines unedleren Metalls gepreßt und/oder in der Weise gesintert wird, daß die Teilchen des unedleren Metalls neben den Kadmiumteilch.en erhalten bleiben.
Versuche haben ergeben, daß der Zusatz des unedleren Metalls zum Kadmium 0,1 bis 5% von dessen Menge betragen kann, wobei es sich als besonders günstig erwiesen hat, etwa 1% 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 bis 0,3 mm, für die Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrode erwiesen.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch Mischungen von Kadmiumpulver zweier verschiedener Korngrößen verwendet werden, insbesondere sind etwa Mischungen von 30 bis 900/a, vorzugsweise 60 bis 800/0, eines Kadmiumpulvers mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm mit 70 bis 10%, vorzugsweise 40 bis 20%, eines solchen mit einer Korngröße von 30 bis 40 #L vorteilhaft. Diese Mischungen werden dann in der oben beschriebenen Weise mit unedleren Metallen, insbesondere Zink, irrhomogen versetzt.
Eine weitere Steigerung der Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich dadurch erreichen, daß das Kadmiumpulver und/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 8011/o eines Kadmiumpulvers mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm mit etwa 190/0 eines Kadmiumpulvers, dessen Korngröße etwa 30 bis 40#t beträgt, gemischt. Diesem Gemisch werden dann etwa 1°/o eines Zinkpulvers zugemischt. Nachdem das Ganze gut durchgemischt ist, wird es einer Druck- und/oder Temperaturbehandlung unterzogen und in die gewünschte Form gebracht.
Beispiel 2 Es werden etwa 7611/a Kadmiumpulver mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm mit 4% Quecksilber amalgamiert. Durch die Amalgamierung wird ein besserer Zusammenhalt bewirkt. Diesem amalgamiertem Kadmiumpulver werden 191/o feines Kadmiumpulver mit einer Korngröße von etwa 40 #t zugemischt und das Ganze mit 1% Zinkpulver ebenfalls wieder gut durchgemischt.
Die weitere Behandlung erfolgt in bekannter Weise. Natürlich können zur Erhöhung der Porosi.tät der Kadmiumelektrode auch geringe Mengen an Spreizmitteln, wie z. B. Ruß, zugesetzt werden.

Claims

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/oder in der Weise gesintert wird, daß die Teilchen des unedleren Metalls neben den Kadmiumteilchen erhalten bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unedlere Metallpulver dem Kadmiumpulver in einer Menge von 0,1 bis 5%, vorzugsweise 111/o desselben, zugesetzt wird.
3. Verfahren nach den. Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als unedleres Metallpulver Zinkpulver verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kadmiumpulver mit einer Korngröße von 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0;3 mm, verwendet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kadmiumpulver gemäß Anspruch 4 zusammen mit Kadmiumpulver mit einer Korngröße unter 0,1 mm, vorzugsweise von 30 bis 40 R,, verwendet wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kadmiumpulver und/oder das unedlere Metallpulver amalgamiert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 453 7,63, 464 959, 958338.