DE1108760B - Negative Zinkelektrode fuer alkalische Akkumulatoren - Google Patents
Negative Zinkelektrode fuer alkalische AkkumulatorenInfo
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Description
Es ist bereits bekannt, als Zinkelektroden für alkalische Akkumulatoren Zinkfolien mit feinporig vergrößerter
Oberfläche zu verwenden. Die feinporig vergrößerte Oberfläche wird dabei z. B. dadurch erzielt,
daß auf eine glatte Zinkfolie oder eine gitterartige Unterlage eine poröse Zinkschicht nach dem
Metallspritzverfahren aufgetragen oder aufgesintert wird oder auch Zinkwolle zu einem folienartigen
Gewebe oder Netzwerk verfestigt wird, das einen porösen Träger für die Einlagerung der aktiven Masse
bildet.
Es ist ferner bekannt, Elektroden mit einer Hülle aus Latex zu überziehen, die als Scheider dient und
das Herausfallen der aktiven Masse verhindert, ohne den Zutritt des Elektrolyten zur Elektrode zu behindern.
Es ist schließlich bekannt, die aktive Masse von Elektroden zusammen mit Glaswolle in Gitter einzupasten
und die Elektrode auf beiden Seiten mit perforierten Metall- oder Kunststoffolien abzudecken oder
mit einer taschenartigen Hülle zu umgeben, die perforiert ist oder aus einem Drahtgeflecht besteht.
Die negativen Zinkelektroden in alkalischen Akkumulatoren neigen dazu, sich während der einen Phase
der Ladungs- und Entladungszyklen in dem Elektrolyten zu lösen und in einer anderen Phase aus dem
Elektrolyten wieder abzuscheiden. Mit fortschreitender Zahl der Ladungs- und Entladungszyklen besteht
ferner die Neigung zur Wanderung des Zinks von den Rändern der ursprünglichen Elektrode zu ihrem
mittleren und unteren Teil. Das führt zu Änderungen der Elektrodenform, zu unterschiedlicher Stromdichte
in den verschiedenen Teilen der Elektrode und zu Leistungsverlusten.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird bei den an sich bekannten negativen Zinkelektroden für alkalische
Akkumulatoren, die von einer formhaltenden Hülle aus elektrolytdurchlässigem oder -halbdurchlässigem
Material bestehen und deren Zink in den Poren eines porösen Trägers eingelagert ist, erfindungsgemäß
als poröser Träger eine Mischung von nichtleitenden, in Plattenform preßbaren Fasern aus
Asbest, Glaswolle od. dgl. mit Kupferteilen vorzugsweise in Form von Kupferdrahtabschnitten verwendet.
In und an einem solchen porösen Träger haftet das Zink sowohl durch elektrochemische Anziehung als
auch durch mechanisches Zurückhalten besonders fest und bleibt gleichmäßig verteilt. Es wird daher
durch die Erfindung in Verbindung mit der die Elektrode fest umschließenden Hülle erreicht, daß das
Zink während der Ladungs- und Entladungszyklen in seiner ursprünglichen Lage bleibt, die Elektrode auch
bei einer großen Zahl von Zyklen ihre Form prak-Negative Zinkelektrode
für alkalische Akkumulatoren
für alkalische Akkumulatoren
Anmelder:
Yardney International Corporation,
Yardney International Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. G. Ackmann, Patentanwalt,
Duisburg, Zieglerstr. 32
Duisburg, Zieglerstr. 32
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Juli 1957
V. St. v. Amerika vom 2. Juli 1957
Henri Georges Andre, Montmorency, Seine-et-Oise (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
tisch nicht ändert und eine gleichmäßige Stromdichte über die gesamte Elektrodenfläche erhalten bleibt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der neuen Elektrode und einer mit ihnen ausgerüsteten
Batterie dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform der neuen Elektrode in teilweise abgebrochener
Darstellung,
Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform, ebenfalls teilweise in abgebrochener
Darstellung,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Batterie mit negativen Elektroden gemäß Fig. 1 oder 2.
In Fig. 1 ist eine Elektrode 11 dargestellt, deren Stromleiter 12 zwischen porösen Platten 13 und 14
angeordnet ist, die mit metallischem Zinkpulver 15 (oder in entladenem Zustand mit Zinkoxyd) durchsetzt
sind. Die gesamte Elektrode 11 bis 15 wird durch eine inerte, formhaltende Umhüllung 16 zusammengehalten,
welche dem Elektrolyten, z. B. einer konzentrierten Lösung von Kalilauge, Zutritt zu der
Elektrode gewährt. Der Stromleiter 12 kann aus Kupfer, Silber oder einem sonstigen Metall guter Leitfähigkeit
bestehen, welches mit dem aktiven Metall kein Element bildet. Der Stromleiter 12 kann als
Folie, als massive, gelochte oder aus Streckmetall bestehende Platte, als Gitter, Netz oder in beliebig
anderer Weise ausgebildet sein. Das Zinkpulver, wel-
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ches die Platten 13, 14 durchsetzt, kann mechanisch
eingebracht oder auf irgendeine chemische Art oder durch Aufsprühen oder -spritzen abgeschieden
werden.
Die Platten 13 und 14 bestehen aus nichtleitenden Fasern, welche mit feinen Kupferdrähten in etwa der
gleichen Gewichtsmenge gemischt und anschließend mit einer etwa gleichen Gewichtsmenge Zinkpulver
gemischt sind. Eine geeignete Menge dieser Mischung ist dann um den Stromleiter 12 zur fertigen Elektrode
11 in Plattenform gepreßt. Das Ende des Stromleiters ragt über die Elektrode vor und bildet Zungen zur
Verbindung mit dem negativen Batteriepol. Elektroden dieser Art, die metallisches Zink und metallisches
Kupfer enthalten, werden vor dem Einbau in die Batterie vorzugsweise dadurch aktiviert, daß sie für
kurze Zeit in alkalische Lösungen, welche gelöste Zinksalze enthalten, getaucht werden, damit die in
ihnen enthaltenen Kupferdrähte mit Zink überzogen werden.
Die formhaltende Umhüllung 16 kann aus einem geeigneten und an sich bekannten durchlässigen oder
halbdurchlässigen Separatormaterial, z.B. aus regenerierter Cellulose, Polyvinylalkohol, Kunstfasergewebe
oder auch aus Papier bestehen. Wenn filmbildendes Material, z. B. Viskose oder Methylcellulose,
benutzt wird, kann die Umhüllung 16 in der Weise hergestellt werden, daß der Elektrodenkörper
11 in eine Lösung dieses Materials getaucht wird, so daß seine Oberfläche mit ihm überzogen wird. Im
Falle von Celluloseestern kann zusätzlich zu diesem Verfahren Hydrolyse in einer geeigneten Lösung zur
Bildung regenerierter Cellulose erfolgen.
Fig. 2 veranschaulicht eine etwas andere Ausführungsform einer negativen Elektrode gemäß der Erfindung
unter Fortlassung der auch in diesem Falle vorzusehenden formhaltenden Hülle 16 gemäß Fig. 1.
Die dargestellte Elektrode 20 enthält einen Stromleiter 25 in Form eines perforierten Metallbleches
zwischen zwei porösen Platten 21 und 22, die mit metallischem Zink 23 durchsetzt sind. Wie im Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 kann der nichtleitende Teil der porösen Platten ganz oder zum Teil aus einem
hohe Temperaturen, z. B. über 300° C, aushaltenden und von dem Elektrolyten unangreifbaren Material
bestehen. Geeignetes Material sind z. B. Glaswolle, Asbestfasern und unglasierte und poröse keramische
Massen. Auch kommen poröse Kunststoffpolymere in Betracht, die gewisse höherschmelzende Harze auf
der Basis von Fluor oder Silizium enthalten.
In Fig. 3 ist eine Batterie schematisch dargestellt, welche Elektroden der neuen Art enthält. Ein Gehäuse
30 ist mit dem Elektrolyt 31 gefüllt und enthält ein Elektrodenpaket mit mehreren negativen Elektroden,
die Stromleiter 32, 33, 34 längs porösen Trägern 32', 33', 34', 34" für die Aktivmasse aufweisen. Die Elektroden
haben halbdurchlässige Hüllen gemäß Fig. 1. Leiter 35, 36 und 37 verbinden die Stromleiter 32, 33
und 34 mit dem negativen Pol 38. Die positiven Elektroden 39 und 40 sind zwischen den negativen
Elektroden angeordnet und mit dem positiven Pol 41 der Batterie durch Leiter 42 und 43 verbunden. Die
jeweils benachbarten Elektroden entgegengesetzter Polarität sind durch Scheider 44, 45, 46 und 47 getrennt,
die aus halbdurchlässigen und durch den Elektrolyt quellbaren Membranen oder Folien
bestehen.
Die Träger 13, 14 bzw. 21, 22 für die Aktivmasse haben eine Vielzahl von Poren zum Niederschlagen
des Zinks in den Phasen der Ladungs-Entladungs-Zyklen, während welcher das Zink aus dem Elektrolyten
ausgefällt wird. Durch die einheitliche Struktur der porösen Träger wird die Neigung des Zinks, sich
in der Mitte der Elektrode oder in ihren unteren Teilen anzuhäufen, verringert bzw. beseitigt. Dadurch
bleibt auch die Stromdichte gleichmäßig, wodurch sich eine gleichmäßige Entladung ergibt, es wird eine
gleichmäßige Abscheidung des Zinks während der Ladung erzielt und schließlich auch die Kurzschlußgefahr,
die früher durch übermäßige Zinkanhäufung an Stellen hoher Stromdichte auftrat, beseitigt. Die in
allen Ausführungen vorzusehende formhaltende Hülle 16 der Elektrode trägt wesentlich zur Erzielung dieser
Vorteile bei.
Claims (4)
1. Negative Zinkelektrode für alkalische Akkumulatoren, deren Zink in den Poren eines porösen
Trägers eingelagert und die Elektrode von einer formhaltenden Hülle aus elektrolytdurchlässigem
oder -halbdurchlässigem Material umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Träger
aus einer Mischung von nichtleitenden, in Plattenform preßbaren Fasern aus Asbest, Glaswolle
od. dgl. und von Kupferteilen in Form von Kupferdrahtabschnitten besteht.
2. Negative Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formhaltende Hülle
der Elektrode aus Cellulosehydrat besteht.
3. Negative Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formhaltende Hülle
der Elektrode in bekannter Weise durch Eintauchen der Elektrode in eine filmbildende Masse
gebildet ist.
4. Negative Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie
aus zwei Schichten oder Platten des das Zink enthaltenden porösen Trägers und einer dazwischenliegenden,
als Stromleiter dienenden Kupferplatte besteht.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 899 214, 502156,
206715;
Deutsche Patentschriften Nr. 899 214, 502156,
206715;
deutsche Patentanmeldung G 1636 IV a/21 b (bekanntgemacht am 2.5.1951).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 109 617/100 6.61
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US66951057A | 1957-07-02 | 1957-07-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1108760B true DE1108760B (de) | 1961-06-15 |
Family
ID=24686602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEY294A Pending DE1108760B (de) | 1957-07-02 | 1958-06-12 | Negative Zinkelektrode fuer alkalische Akkumulatoren |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1108760B (de) |
GB (1) | GB898526A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2432220A1 (fr) * | 1978-07-25 | 1980-02-22 | Michelin & Cie | Electrode de zinc |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE206715C (de) * | ||||
DE502156C (de) * | 1926-04-19 | 1930-07-07 | James Mcdonald Burnett | Verfahren zur Erzeugung von Scheidern oder Scheidehuellen aus Latex |
DE899214C (de) * | 1951-07-08 | 1953-12-10 | Dr H C Hans Vogt | Aufladbare elektrische insbesondere alkalische Zelle, Akkumulatorenzelle, mit blatt-oder folienduennen Elektroden |
-
1958
- 1958-06-12 DE DEY294A patent/DE1108760B/de active Pending
- 1958-06-27 GB GB20761/58A patent/GB898526A/en not_active Expired
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---|---|---|---|---|
FR2432220A1 (fr) * | 1978-07-25 | 1980-02-22 | Michelin & Cie | Electrode de zinc |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB898526A (en) | 1962-06-14 |
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