DE1091634B

DE1091634B - Process for the production of porous electrode bodies serving as carriers of the active material for alkaline batteries

Info

Publication number: DE1091634B
Application number: DER17145A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Reiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-07-28
Filing date: 1955-07-28
Publication date: 1960-10-27

Description

Verfahren zur Herstellung von als Träger der aktiven Masse dienenden porösen Elektrodenkörpern für alkalische Akkumulatoren Es ist bekannt, daß man poröse Elektrodenkörper aus Kohle oder Graphit hergestellt hat; nichtleitende poröse Elektrodenkörper hat man versucht, durch Zusätze von Graphit oder Metallpulver leitend zu machen, oder man hat deren Porenwände mit einem metallischen Überzug versehen.Process for the preparation of serving as a carrier for the active material porous electrode bodies for alkaline batteries It is known that porous Electrode body made of carbon or graphite; non-conductive porous electrode bodies has one tried to make conductive by adding graphite or metal powder, or their pore walls have been provided with a metallic coating.

Zur praktischen Verwendung kamen diese Herstellungsarten aber nicht. Die Gründe waren folgende: Ein Elektrodenkörper aus Kohle unterlag bei der anodischen Oxydation in der Lauge der völligen Auflösung, der Kohlenstoff hat sich teilweise von der positiven Elektrode gelöst und auf die negative Elektrode niedergeschlagen. Bei Verwendung einer porösen Elektrode aus Graphit ging dieser Zerfall jedoch langsamer. Bei porösen Elektroden aus nichtleitenden Stoffen, beispielsweise Kunstharze, Porzellan, Glas, Magnesiumoxyd, hat man versucht, die Leitfähigkeit durch Beimengung von Metallpulvern oder Graphit zu erlangen. Diese Leitfähigkeit war aber ungenügend, so daß nur ein kleiner Teil der eingebrachten aktiven Masse, z. B. Nickelhydroxyd, wirksam wurde; daher war der Wirkungsgrad schlecht. Das Metallisieren der Porenwände der porösen Elektrode zwecks Erhöhung der Leitfähigkeit führte ebenfalls nicht zum Ziel. Da eine stärkere Metallisierung, z. B. Vernickelung, die Poren schließt, können nur dünne Metallüberzüge verwendet werden. Diese werden aber bei der anodischen Oxydation (Ladung) in Lauge durchoxydiert, so daß keine zusammenhängende Metallschicht mehr erhalten bleibt. Dadurch geht die erzielte Leitfähigkeit wieder verloren.However, these types of production did not come into practical use. The reasons were as follows: A carbon electrode body failed the anodic one Oxidation in the lye of total dissolution, the carbon has partially detached from the positive electrode and deposited on the negative electrode. However, when a porous graphite electrode was used, this disintegration was slower. In the case of porous electrodes made of non-conductive materials, e.g. synthetic resins, porcelain, Glass, magnesium oxide, has been tried to increase the conductivity by adding metal powders or graphite. This conductivity was insufficient, so that only one small part of the introduced active mass, z. B. nickel hydroxide, was effective; therefore, the efficiency was poor. Metallizing the pore walls of the porous Electrode to increase conductivity also failed. There a stronger metallization, e.g. B. Nickel plating, which closes pores, can only thin metal coatings can be used. But these become with the anodic oxidation (Charge) completely oxidized in lye, so that there is no longer a cohesive metal layer preserved. As a result, the conductivity achieved is lost again.

Alle diese Nachteile sind im folgenden erfindungsgemäß behoben. Es ist beobachtet worden, daß Graphit durch anodische Oxydation nicht angegriffen wird, wenn man eine ausreichende Menge Nickel mit Graphit in Form von Pulver mischt und erhitzt. Es bildet sich auf der Oberfläche des Graphits eine voluminöse Nickeloxydschicht, die die unteren Schichten von Nickel und Graphit vor weiterer Auflösung schützt. Ähnlich bildet sich bei der anodischen Oxydation von kompaktem Nickel auf der Oberfläche eine Nickeloxydschicht, die die unteren Schichten vor weiterer Auflösung schützt. Diese Feststellung führte zum Aufbau von porösen Elektrodenkörpern nach folgendem Prinzip: Metallisiertes, d. h. mit einer dünnen Metallschicht überzogenes oder nichtmetallisiertes Graphitpulver oder Graphitgrieß wird mit 10% oder mehr feinem Nickelpulver innig vermischt, gepreßt und gesintert, zweckmäßig bei Temperaturen nahe unter dem Schmelzpunkt des Nickels. Das Nickel diffundiert einerseits in die Poren des Graphits, andererseits verbindet es die Graphitkörner untereinander zu einem festen porösen Elektrodenkörper. Um die Festigkeit und Leitfähigkeit dieser Elektroden noch zu erhöhen, werden in den Körper als Trägerunterlage Drähte, Netze, Bleche usw. eingebracht. Die gewünschte Porosität kann durch Beigabe von Quell-oder Treibmitteln oder nachträglich entziehbaren oder zerstörbaren Füllstoffen erreicht werden. Das Einbringen der aktiven Masse in die Poren der porösen Elektrode erfolgt in bekannter Weise.All these disadvantages are eliminated in the following according to the invention. It it has been observed that graphite is not attacked by anodic oxidation, if you mix a sufficient amount of nickel with graphite in the form of powder and heated. A voluminous nickel oxide layer forms on the surface of the graphite, which protects the lower layers of nickel and graphite from further dissolution. Similarly, with the anodic oxidation of compact nickel, it forms on the surface a nickel oxide layer that protects the lower layers from further dissolution. This finding led to the construction of porous electrode bodies according to the following Principle: Metallized, d. H. coated or unmetallized with a thin metal layer Graphite powder or graphite grit becomes intimate with 10% or more of fine nickel powder mixed, pressed and sintered, expediently at temperatures close to below the melting point of nickel. The nickel diffuses on the one hand into the pores of the graphite, on the other hand it connects the graphite grains to one another to form a solid, porous electrode body. To increase the strength and conductivity of these electrodes, in wires, nets, metal sheets, etc. are introduced into the body as a support base. The desired Porosity can be removed by adding swelling or blowing agents or subsequently or destructible fillers can be achieved. The introduction of the active material into the pores of the porous electrode takes place in a known manner.

Claims

PATENT CLAIM :. Process for the preparation of as a carrier of the active Mass porous graphite electrode bodies for alkaline batteries, characterized in that metallized or non-metallized graphite powder or graphite grits intimately mixed with 1001o or more finely powdered nickel dust, pressed into a support and at temperatures close to below the melting point of the metal is sintered until the graphite particles intermingle and connected to the carrier base. Considered publications: German patent publications No. 749 774, 920 082; German patent application B 18184 IV a / 21 b (published 7/30/1953); British Patent No. 653 235.