DE1094831B - Verwendung von Silberpulver zur Herstellung von Elektroden fuer galvanische Elemente - Google Patents
Verwendung von Silberpulver zur Herstellung von Elektroden fuer galvanische ElementeInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Silberelektroden für galvanische Elemente.
Die Verwendung von Silber und seinen Oxyden als aktive Elektrodenmasse in Primärelementen und
Akkumulatoren ist bekannt. Eine besonders erwünschte Eigenschaft einer eine positive Silberelektrode
enthaltenden Zelle ist ein bestimmtes konstantes Potential während des Arbeitens auf der niederen
Oxydationsstufe des Silbers. Nachteilig bei derartigen Zellen ist jedoch die Neigung, an Kapazität zu
verlieren, wenn sie häufigen Überladungen ausgesetzt sind, wie dies bei Pufferungsladungen in Kraftfahrzeugen
und Luftfahrzeugen der Fall ist.
Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung von elektrochemischen Zellen mit Silberelektroden, welche
ihre Kapazität und volle Wirkung auch bei Überladungen behalten und bei welchen das gesamte Silber
auf das Potential der niederen Oxydationsstufe geladen wird, während praktisch keine Ladung auf die
höhere Oxydationsstufe des Silbers erfolgt. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß zur Herstellung der
Silberelektroden für galvanische Elemente erfindungsgemäß ein Silberpulver einer Teilchengröße von weniger
als 5 μ, das durch Reduktion von Silberoxyd einer Teilchengröße von weniger als 5 μ erhalten wurde,
verwendet wird. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Ladekurve für übliche Silberelektroden,
Fig. 2 die Ladekurve für Silberelektroden, die erfindungsgemäß hergestellt sind.
Übliche Silberpulver zur Herstellung von Elektroden haben eine durchschnittliche Teilchengröße
von über 6,5 μ und kann mehr als 10%> des Gesamtgewichts in einer Teilchengröße unter 5 μ. Wenn derartige
Silberpulver mit oder ohne Sinterung zu Elektrodenform gepreßt werden, ergibt sich eine Ladekurve
gemäß Fig. 1. Eine gleiche Ladekurve ergibt sich auch für Elektroden, bei denen Silberoxyde
thermisch bei Sintertemperatur, d. h. in dem Bereich von 350° bis 900° C, zu Silber reduziert sind.
Silberelektroden gemäß der Erfindung" haben dagegen eine Ladekurve gemäß Fig. 2. Die Ladekurven
nach den Fig. 1 und 2 zeigen wesentliche elektrochemische Unterschiede, die ihre Ursache in der unterschiedlichen
Teilchengröße der Silberelektroden haben. Sil1>erelektroden nach Fig. 1 werden für etwa 10 bis
30% ihrer Kapazität auf das Potential der niederen Oxydationsstufe des Silbers-und für den Rest der
Ladeperiode auf das Potential der höheren Oxydationsstufe des Silbers geladen. Infolgedessen ist bei
Entladung die anfängliche Spannung diejenige der höheren Oxydationsstufe, beispielsweise 1,86 V im
Falle einer Silber-Zink-Zelle oder 1,40 V im Falle einer Silber-Cadmium-Zelle. Erst wenn das Silberperoxyd
zur Hauptsache entladen ist, erhält die Zelle
Verwendung von Silberpulver
zur Herstellung von Elektroden
für galvanische Elemente
Anmelder:
Yardney International Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. G. Ackmaim, Patentanwalt,
Duisburg, Zieglerstr. 32
Duisburg, Zieglerstr. 32
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. November 1957
V. St. v. Amerika vom 13. November 1957
Frank Solomon, Long Island, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder gemannt worden
ist als Erfinder gemannt worden
die Spannung der niederen Oxydationsstufe, beispielsweise 1,60 V im Falle von Silber-Zink und 1,14 V
im Falle von Silber-Cadmium. Dadurch werden unter Umständen besondere Stromkreise für die Benutzung
der Zelle für beide Spannungen erforderlich. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 2, daß Silberelektroden gemäß
der Erfindung mit durchschnittlicher Teilchengröße unter 5 μ für etwa 45% der theoretischen
Kapazität auf das Potential der niederen Oxydationsstufe des Silbers aufgeladen werden. Das Silber kann
infolge Passivierung der Elektrode bei höheren Spannungen nicht auf das Potential der höheren Oxydationsstufe
des Silbers aufgeladen werden.
Bezüglich des Wirkungsgrades ergibt sich, daß Zellen mit üblichen Silberelektroden, die auf das
Potential der niederen und höheren Oxydationsstufe geladen werden, eine durchschnittliche Silbernutzung
von 3,08 bis 4,5 g/Ah mit einer theoretischen Grenze von 2 g/Ah haben. Silberelektroden gemäß der Erfindung
ergeben eine Silbernutzung von 4,5 bis 5,3 g/Ah mit einer theoretischen Grenze von 4 g/Ah.
10OgAg2O mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
unter 5 μ, ζ. B. 2,5 μ, werden in 240 cm3 einer
lO^/oigen Lösung von KOH suspendiert. Unter Umrühren
wird allmählich eine Mischung von 50 cm3 Formaldehyd (37°/oig) und 50 cm3 Wasser zugesetzt.
009 678/130
Die Mischung wird umgerührt, bis die Gasentwicklung zu Ende ist. Dann wird filtriert und der Rückstand
bis zur Neutralisierung mit Wasser gewaschen. Das erhaltene Silberpulver wird getrocknet. Seine
Teilchengröße ist derjenigen des Ausgangsoxyds gleich oder annähernd gleich. Das Silberpulver wird
in Elektrodenform gepreßt und aus der Elektrode zusammen mit Zinkelektroden eine übliche Silber-Zink-ZeIk
gebildet. Eine so ausgebildete Zelle nimmt eine Ladung entsprechend der in Fig. 2 dargestellten
Kurve auf.
Der Hauptteil der Ladung A-B-C ist auf dem Potential der niederen Oxydationsstufe des Silbers.
Bei dem Punkt C beginnt die Ladespannung auf 1,90 V, bei Punkt D und dann weiter über E auf
2,05 V bei Punkt F schnell zu steigen, wo die Elektrolyse des Wassers im Elektrolyten beginnt und die
Gasentwicklung die weitere Ladung verhindert.
10OgAg2O mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
von 2,0 μ werden einer in 20%ige K O H-Lösung eintauchenden waagerechten Kathode aufgelegt. Gelochte
Anoden werden in dem Elektrolyten ül>er der Oxydschicht angeordnet. Wenn der Strom eingeschaltet
wird, setzt Gasentwicklung an den Anoden ein. Die Umwandlung von 10OgAg2O 'in Silber erfordert
etwa 30 Ah. Das Silber wird gewaschen und getrocknet und hat eine durchschnittliche Teilchengröße
von 2,0 μ, also entsprechend oder annähernd entsprechend derjenigen des Silberoxyds. Die Ladekurve
von Zellen mit Elektroden aus derart elektrolytisch hergestelltem Silberpulver entspricht derjenigen beim
Beispiel 1, d. h. der Fig. 2, wobei vorausgesetzt ist, daß die elektrochemischen Eigenschaften des Silbers
in beiden Fällen gleich sind.
Im Gegensatz zu dem nach Beispiel 1 oder 2 hergestellten Silberpulver ergeben Elektroden, die durch
thermische Umwandlung von Silberoxyd bei Temperaturen über 150° C hergestellt werden, wobei das
Kristallwachstum bzw. das Zusammenballen der Teilchen begünstigt wird, Ladekurven entsprechend
Fig. 1 mit einer kurzen Ladeperiode auf dem Potential A-B bzw. A-C der niederen Oxydationsstufe
und mit dem Hauptteil der zugeführten Ladeenergie auf dem Potential der höheren Oxydationsstufe D-E.
Wenn die Ladung beendet ist, aber weiter Energie zugeführt wird, steigt die Ladespannung noch bis
Punkt F, worauf die Gasentwicklung durch Elektrolyse des Wassers im Elektrolyten einsetzt.
Silber-Zink-Zellen und -Batterien mit positiven Elektroden, die erfindungsgemäß hergestellt wurden,
sind unter gleichen Bedingungen mit üblichen Zellen nach längeren Lade-Überlade-Entladungszyklen verglichen
und geprüft worden. Dabei hat sich ergeben, daß die Zellen mit üblichen Silberelektroden weitgehende
Durchdringung der Separatoren durch von der Oberfläche der Zinkelektrode gewachsene Zinkkristalle
zeigten. Dagegen zeigten die Separatoren der mit Silberelektroden gemäß der Erfindung versehenen
Zellen keine Imprägnierung oder Durchdringung von Zinkkristallen, die zu Kurzschlüssen zwischen den
positiven und negativen Elektroden führen kann.
Silberpulver mit einer Teilchengröße von weniger als 5 μ kann außer den in den beiden Beispielen angegebenen
Herstellungsarten auch durch mechanisches Zerreiben, elektrochemische Abscheidung aus
löslichen Salzen, photochemische und photographische Reduktion von Halogenen gewonnen werden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung eines Silberpulvers einer Teilchengröße von weniger als 5 μ, das durch Reduktion von Silberoxyd einer Teilchengröße von weniger als 5 μ erhalten wurde, zur Herstellung von Elektroden für galvanische Elemente.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 009 678/130 12.60
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US69617457A | 1957-11-13 | 1957-11-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1094831B true DE1094831B (de) | 1960-12-15 |
Family
ID=24796007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEY311A Pending DE1094831B (de) | 1957-11-13 | 1958-11-12 | Verwendung von Silberpulver zur Herstellung von Elektroden fuer galvanische Elemente |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1094831B (de) |
FR (1) | FR1207335A (de) |
GB (1) | GB905603A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3303055A (en) * | 1961-07-21 | 1967-02-07 | Yardney International Corp | Gas electrode for a fuel cell containing radioactive material |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1166859B (de) * | 1960-10-29 | 1964-04-02 | Peter Quack | Verfahren zur Herstellung von Elektroden fuer alkalische Silber-Zink-Sammler |
DE1177225B (de) * | 1961-09-22 | 1964-09-03 | Opelit Georg Von Opel | Gas- und fluessigkeitsdicht verschlossener Akkumulator |
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1958
- 1958-11-12 FR FR1207335D patent/FR1207335A/fr not_active Expired
- 1958-11-12 GB GB36432/58A patent/GB905603A/en not_active Expired
- 1958-11-12 DE DEY311A patent/DE1094831B/de active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3303055A (en) * | 1961-07-21 | 1967-02-07 | Yardney International Corp | Gas electrode for a fuel cell containing radioactive material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB905603A (en) | 1962-09-12 |
FR1207335A (fr) | 1960-02-16 |
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