DE1063665B - Aktive Cadmiummasse fuer die negativen Elektroden alkalischer Nickel-Cadmium-Akkumulatoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

KL.21b 25/03

INTERNAT. KL. H 01 IH

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1063 665

HO1M

J l*r±l V ft 36965 IVa/21b

ANMELDETAG: 11.MÄRZ1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 20. A U G U S T 1 9 5 9

Gegenstand der Erfindung ist eine aktive Cadmiummasse für die negativen Elektroden alkalischer Nickel-Cadmium-Akkumulatoren. Es ist bekannt, einer solchen aktiven Cadmiummasse in geringer Menge ein Derivat des Polyvinyls, z. B. Polyvinylalkohol, zuzufügen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der aktiven Cadmiummasse Polyvinylpyrrolidon

H H

-C--C-

H
C-C =

NH

C
H,

C
H,

10

in ,einer kleinen Menge zugesetzt. Durch diesen Zusatz wird eine sehr bedeutende Verlängerung der Lebensdauer eines die Cadmiummasse enthaltenden Akkumulators erreicht, die sich auf ein Vielfaches der ,Lebensdauer eines Akkumulators beläuft, dessen aktive Cadmiummasse Polyvinylalkohol enthält. Besonders günstige Ergebnisse sind bei den durchgeführten Vergleichsversuchen mit einem Zusatz von etwa 1 Gewichtsprozent Polyvinylpyrrolidon, bezogen auf das Cadmiummetall, erzielt worden. Es hat sich dabei gezeigt, daß nach etwa 500 Lade-Entlade-Zyklen die Kapazität eines Akkumulators mit Polyvinylalkoholzusatz zu der Cadmiummasse nur noch etwa zwei Drittel der Kapazität eines sonst gleichen Akkumulators mit Polyvinylpyrrolidonzusatz ausmachte, dessen Kapazität nach dieser Anzahl Arbeitsgänge noch voll der Anfangskapazität entsprach und sogar ihr gegenüber eine kleine Steigerung zeigte.

Die Erfindung kann durchgeführt werden unter Verwendung der gebräuchlichen Cadmium-Negativmasse, die aus Cadmiumhydroxyd oder Cadmiumoxyd besteht, das z. B. durch anodische Oxydation von feinem Cadmiummetall in einem wässerigen alkalischen Elektrolyt erzeugt wird, mit der ohne Zusatz von etwa 1 Teil aktivem Eisenmaterial auf 10 Teile Cadmiummasse, das aus etwa gleichen Mengen feinverteiltem metallischem Eisen und Eisenoxydul besteht. Der durchschnittliche Cadmiumgehalt dieses Hydroxydes oder Oxydes ist von der Größenordnung 75% und der Eisengehalt des aktiven Eisenmaterials von der Größenordnung 89°/o. Das PoIy- \ inylpyrrolidon kann in trockenem Zustand angewandt und dann der ebenfalls in trockenem Zustand befindlichen aktiven Cadmiummasse unter sorgfältigem Aktive Cadmiummasse

für die negativen Elektroden alkalischer

Nickel - Cadmium -Akkumulatoren

Anmelder:

McGraw-Edison Company, Elgin, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Trautmann, Patentanwalt, Berlin-Zehlendorf, Prinz-Handjery-Str. 68

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 11. Juli 1957

Joseph Donald Moulton, West Orange, N. J. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

mechanischem Mischen zugesetzt werden. Dabei werden etwa 0,375 g des zusätzlichen Wirkstoffes auf je 50 g aktive Cadmiummasse verwendet.

Man kann indessen das Polyvinylpyrrolidon auch in flüssiger Form zusetzen, wobei etwa 0,375 g von

ihm in 10 cm³ Wasser aufgelöst werden und diese Lösung zu etwa 50 g aktivem Cadmiummaterial zugegeben wird. Nach sorgfältigem Mischen dieser Lösung mit dem aktiven Cadmiummaterial wird das Gemisch bei etwa 100° C über Nacht getrocknet und

dann durch ein Sieb von 64 Maschen/cm² gegeben. Das Enderzeugnis wird unter hohem Druck in die Taschen einer üblichen negativen Taschenelektrode eingefüllt, wobei jede Tasche etwa 8 g des aktiven Cadmiummaterials aufnimmt.

Das Polyvinylpyrrolidon kann auch eisenfreiem Cadmiummaterial zugesetzt werden. Zwar ist es bekannt, daß der Zusatz eines kleinen Anteils von Eisenmaterial zu Cadmiumhydroxyd oder Cadmiumoxyd eine verbesserte Form von aktivem Cadmiummaterial für negative Elektroden liefert, doch hat sich der Zusatz einer kleinen Menge Polyvinylpyrrolidon in der Größenordnung von 1 Gewichtsprozent des Cadmiummetalls zu eisenfreiem Cadmiummaterial als noch vor teilhafter als ein solcher Zusatz zu Cadmiummaterial

mit Eisengehalt erwiesen.

Eine für das Ausprobieren der Erfindung verwendete Sammlerzelle kann z. B. eine einzige negative Elektrode und zwei positive Nickeloxydelektroden, deren Kapazität etwas größer ist als die der negativen

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Elektrode, enthalten. Diese Zelle kann durch wiederholtes Laden und Entladen geprüft werden, wobei die Zelle jeweils etwa 15 Stunden lang mit 500 Milliampere geladen und sodann bei einem Strom von 400 Milliampere bis auf eine Endspannung von 1 Volt entladen wird. Vergleichsweise wurden ähnliche Zellen ohne den neuen zusätzlichen Wirkstoff in derselben Weise behandelt. Dabei ergab sich bei Zusatz des Polyvinylpyrrolidone ein kleiner A^erlust von etwa 5°/o der anfänglichen Kapazität, der aber nur in den ersten 8 bis 20 Arbeitszyklen eintrat. Nachher übertrafen die Kapazitäten der Zellen mit Zusatz von Polyvinylpyrrolidon die der bekannten Zellen ähnlicher Bauart und Größe. Beispielsweise wurde gefunden, daß bei Fortsetzung der Lade-Entlade-Zyklen die Kapazität von Zellen mit dem neuen Wirkstoffzusatz nicht geringer wurde und nach etwa 300 Arbeitsgängen die der Vergleichszellen um etwa ein Drittel übertraf. Von besonderem Interesse ist, daß die Kapazität der Sammlerzelle mit eisenfreiem Cadmiummaterial bei Zugabe des neuen Zusatzwirkstoffes nach etwa 300 Arbeitsgängen um etwa 5 bis 10% höher ist als die Kapazität ähnlicher Zellen, deren aktives Cadmiummaterial etwa 10 Gewichtsprozent Eisenmaterial enthält.

Obgleich der erfindungsgemäße neue Wirkstoffzusatz vorzugsweise dem Cadmiummaterial direkt zugesetzt wird, wie oben angegeben, umfaßt die Erfindung auch seinen Zusatz in anderer Weise, z. B. zum Elektrolyt.

Claims (4)

Patentansprüche.

1. Aktive Cadmiummasse für die negativen Elektroden alkalischer Nickel-Cadmium-Akkumulatoren, der in geringer Menge ein Derivat des Polyvinyls zugefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Masse einen kleinen Zusatz von Polyvinylpyrrolidon enthält.

2. Aktive Cadmiummasse nach Anspruch 1, da-L5 durch gekennzeichnet, daß der Polyvinylpyrrolidonzusatz etwa 1 Gewichtsprozent des Cadmiummetalls beträgt.

3. Aktive Cadmiummasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Cadmiummasse keinen Eisenzusatz enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 519 399;
G. W. Vinal, »Storage Batteries«,

4. Ausgabe, 1955, S. 95, letzter Absatz.

© 909 608/99 8. 59