DE1151667B - Verfahren zur Herstellung von Bleisinterplatten fuer elektrische Sammler - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Bleisinterplatten für elektrische Sammler Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von porösen Bleisinterplatten für elektrische Sammler.
• Formiert man Bleiplatten nach den üblichen Verfahren, so erhält man bekanntlich eine Kapazitätsausbeute von etwa einer Milliamperestunde pro Quadratzentimeter scheinbarer Oberfläche. Das entspräche einer formierten Oberflächenschicht mit einer Dicke von etwa 3,5 u. Da die effektive Oberfläche jedoch im allgemeinen größer als die scheinbare Oberfläche ist, liegt die Dicke der anformierten Oberflächenschicht in der Regel beträchtlich unter 3,5 u. Um nun Elektroden zu schaffen, die auch bei Starkstrombelastungen günstige Eigenschaften erwarten lassen, zeigen sich zwei Wege. Einmal kann man die wirksame Oberfläche der Elektrode vermehren, zum anderen ist es möglich, die Dicke der anformierten Oberflächenschicht zu verstärken. Beide Wege müßten in bezug auf die Kapazitätsausbeute bei Starkstromentladungen zu gleichen Resultaten führen. So hat man durch den Zusatz von Perchloraten zum Formier-Elektrolyten ein Verfahren entwickelt, wonach eine tiefer greifende Formation erfolgt. Die Kapazitätsausbeute kann bei guter Lebenserwartung der Platten bis zu 5 Milliamperestunden pro Quadratzentimeter erhöht werden. Allerdings ist es unbedingt nötig, nach erfolgter Formation die Elektroden sehr sorgfältig auszuwaschen oder durch mehrmaliges Umpolen in reiner verdünnter Schwefelsäure dafür Sorge zu tragen, daß auch Perchloratspuren entfernt werden. Verbleibende Perchloratreste wirken bei Betrieb des Elementes weiterhin stark formierend und rufen deshalb eine vorzeitige Zerstörung des Elektrodengerüstes hervor.
• Auch wird durch die tiefer greifende Formation die aktive Masse durch Vernichtung der sie vereinenden metallischen Verbindungsstellen derart gelockert, daß sie abschlammt.
• Der zweite Weg besteht, wie vorstehend erwähnt, in der Möglichkeit, die wirksame Oberfläche einer Bleielektrode pro Flächeneinheit zu erhöhen. Man kann dadurch ebenfalls die Kapazitätswerte pro scheinbare Flächeneinheit sehr erheblich steigern, ohne daß eine Nachbehandlung der Elektroden anschließend an die Formation erforderlich wäre.
• Es war nun die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, wonach es trotz der niedrigen Sintertemperatur des Bleies gelingt, hochporöse Sinterkörper zu erhalten. Gelänge es nämlich, ein solches Sintergerüst aus Bleipulver herzustellen, so würde sich wohl als Vorteil zeigen, daß nach der Formation das gesinterte Bleipulver trotz der formierten Oberfläche in metallischer Verbindung untereinander bleibt und sich deshalb bei Starkstromentnahmen als sehr geeignet erweist.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß aus überwiegend metallischem Bleipulver vorgeformte hochporöse Platten in einem Elektrolyten, dessen Siedetemperatur oberhalb der Sintertemperatur des Bleies liegt, gesintert werden. Während des Sintervorganges wird die vorgeformte hochporöse Platte gleichzeitig als Kathode geschaltet, um vorhandene oder sich unter der Einwirkung des Elektrolyten bildende Bleiverbindungen zu reduzieren und das Zusammensintern zu einem stabilen Sintergerüst zu erleichtern.
• Es ist zwar bekannt, Metallpulver, wie Bleipulver, in einem flüssigen Medium, z. B. einer Salzschmelze, zu sintern, doch würde ohne die erfindungsgemäße gleichzeitige kathodische Reduktion, insbesondere bei hochporösen Platten, eine ausreichende Stabilität des Sintergerüstes nicht erreicht werden.
• Auf diese Weise ist es möglich, Bleipulver z. B. in konzentrierter Kalilauge oder in Schwefelsäure bei einer Temperatur von etwa 200° C zu einem metallischen Sintergerüst zu vereinen.
• Es können auch andere Elektrolyte verwendet werden, selbst solche, deren normale Siedetemperatur unterhalb der Sintertemperatur des Bleipulvers liegt. Bei Verwendung eines derartigen Elektrolyten, wie z. B. Schwefelsäure, wird das Bad unter Druck gesetzt, wodurch sich die Siedetemperatur des Elektrolyten derart erhöht, daß sie über der Sintertemperatur des überwiegend metallischen Bleipulvers liegt.
• Es ist auch möglich, daß als Elektrolyt eine Salzschmelze, z. B. aus flüssigem Natriumhydroxyd, verwendet wird. In beiden Fällen wird erreicht, daß die Stabilität des Sintergerüstes sich erhöht. Vorzugsweise wird man jedoch die Sinterung in genügend konzentrierter Schwefelsäure vornehmen, die den Vorteil bietet, daß die sonst nachfolgende gründliche Wässerung entfällt. Es hat sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, die Bleisinterkörper zur Erhöhung ihrer Stabilität auf eine Bleifolie aufzubringen.
• Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens gegenüber dem der Perchloratformation besteht darin; daß man Bleipulver verwenden kann, dessen Korndurchmesser nicht genau definiert zu sein braucht, denn da die aasformierte Oberflächenschicht nicht so stark ist wie bei der Formation in Anwesenheit von Perchloraten, können hier auch Korngrößen von etwa unter 8 R, Verwendung finden.
• Als Ausgangsmaterial für die Herstellung des Bleigranulates mit einer Korngröße von 3 bis 50 [, insbesondere 4 bis 20 @u, können alle bekannten, für die Herstellung von aktiver Masse verwendeten Pulverzusammensetzungen Verwendung finden. So läßt sich das Verfahren ohne weiteres mit den üblicherweise zum Pastieren vorgesehenen Massen durchführen.
• Weitere Vorteile erwachsen aus der Tatsache, daß im Gegensatz zu der Verwendung von Perchlorat die Stromdichte, Konzentration und Temperatur bei der Formation innerhalb weiter Grenzen variiert werden können.
• Die Porosität der hergestellten Platten kann dadurch nach jeder Richtung hin beeinflußt werden, daß man den Preßdruck bei der Verformung der Körper vergrößert oder vermindert. Die Porengröße selbst ist abhängig von den Durchmessern der einzelnen Pulverteilchen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren bietet mithin die Vorteile, daß die üblicherweise bei hochwertigen Bleielektroden anzustrebende, aber mit technischen und zeitlichen Nachteilen verbundene Formierung in Perchlorat überflüssig wird, daß weiterhin das stabile Bleisintergerüst sich hervorragend für Starkstrombelastungen eignet und daß es überdies möglich ist, die Kapazitätsausbeute pro scheinbarer Oberflächeneinheit um ein Vielfaches zu erhöhen, wobei sogar noch eine deutliche Zunahme der Lebensdauer eines derart ausgerüsteten Elementes festzustellen ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von porösen Bleisinterplatten für elektrische Sammler durch Sintern in flüssigem Medium, dadurch gekennzeichnet, daß aus überwiegend metallischem Bleipulver vorgeformte hochporöse Platten in einem Elektrolyten, dessen Siedetemperatur oberhalb der Sintertemperatur des Bleies liegt, unter gleichzeitiger Schaltung als Kathode gesintert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Elektrolyten mit niedriger Siedetemperatur, z. B. von Schwefelsäure, das Bad unter Druck gesetzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt eine Salzschmelze verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hergestellten Sinterkörper zur Erhöhung ihrer Stabilität auf eine Bleifolie aufgebracht werden.
5. 5. Verwendung von Bleipulver der Korngröße 3 bis 50 #t, insbesondere 4 bis 20 [,, für das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 901596; Chemische Technik, Bd. 10 (1958), S. 96 bis 99; C. G. Goetzel, »Treatise an Powder Metallurgy«, Bd. 1 (1949), S. 574 bis 576.