DE1165698B

DE1165698B - Alkalischer Silber-Zink- oder Silber-Cadmium-Akkumulator

Info

Publication number: DE1165698B
Application number: DEY190A
Authority: DE
Inventors: Henri Andre Montmorency
Original assignee: Yardney International Corp
Current assignee: Yardney International Corp
Priority date: 1955-05-17
Filing date: 1956-05-15
Publication date: 1964-03-19
Also published as: GB832982A; FR1130098A; BE546608A; US3082279A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H Ol m

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21b-25/02

1 165 698
Y190VTb/21b
15. Mai 1956
19. März 1964

Die Erfindung betrifft einen alkalischen Silber-Zink- oder Silber-Cadmium-Akkumulator, dessen positive Elektrode im aufgeladenen Zustand überwiegend aus Silberoxyd besteht, welches bei der Entladung in metallisches Silber umgewandelt und beim späteren Wiederaufladen erneut oxydiert wird. Für Akkumulatoren dieser Art wird ein stark alkalischer Elektrolyt verwendet, der in der Regel aus einer konzentrierten KOH-Lösung besteht.

Es ist vielfach vorgeschlagen worden, beim Bau derartiger alkalischer Akkumulatoren möglichst dünne Elektroden zu verwenden, um eine große aktive Oberfläche und damit einen bestmöglichen elektrochemischen Wirkungsgrad zu erhalten. Für Silber-Zink- und Silber-Cadmium-Akkumulatoren ist es jedoch bisher nicht gelungen, Silberelektroden von einer geringeren Stärke als etwa Vt mm herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Silber-Zink- oder Silber-Cadmium-Akkumulatoren zu fertigen, deren Silberelektroden gegenüber den bekannten Ausführungen wesentlich dünnwandiger sind, ohne daß diese in ihrer Festigkeit und Stabilität gemindert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine positive Elektrode aus einer folienartigen Silberchloridschicht von etwa ¹Ao mm Dicke mit einem durchbrochenen metallischen Silbergerüst, die zusammen mit einer negativen Zink- oder Cadmiumelektrode in einem alkalischen Elektrolyten üblicher Zusammensetzung angeordnet ist, der das Silberchlorid in Silberoxyd umwandelt.

In überraschender Weise ist festgestellt worden, daß durch die Verwendung des leicht zu dünnen Folien verformbaren Silberchlorids als Ausgangsmaterial, das zur eigentlichen Funktion der Silberelektrode keine Beziehung hat, sehr dünnwandige und doch ausreichend feste Silberelektroden entstehen. Die Dicke der nach der Oxydation gebildeten Silberoxydelektroden beträgt nur etwa V10 mm.

Zwar sind bereits Silber-Zink-Akkumulatoren mit Silberchloridelektroden bekannt. Doch wird bei diesen eine Alkalichloridlösung als Elektrolyt verwendet und das zwischenzeitlich gebildete Silber zu Silberchlorid regeneriert. Demgegenüber ist das Silberchlorid erfindungsgemäß nur Ausgangsmaterial, das durch den alkalischen Elektrolyten in Silberoxyd umgewandelt wird.

Der Verwendung von Silberchlorid für alkalische Silber-Zink- oder Silber-Cadmium-Akkumulatoren standen auch die Bedenken entgegen, daß die bei der Reaktion des Silberchlorids mit dem alkalischen Elektrolyten frei werdenden Chlorionen die elektro-Alkalischer Silber-Zink- oder
Silber-Cadmium-Akkumulator

Anmelder:

Yardney International Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. G. Ackmann, Patentanwalt,

Duisburg, Zieglerstr. 32

Als Erfinder benannt:

Henri Andr6 Montmorency, Seine-et-Oise

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 17. Mai 1955 (Nr. 691 865)

chemischen Vorgänge im Akkumulator stören würden. In überraschender Weise wurde jedoch beobachtet, daß die Anwesenheit einer kleinen Anzahl Chlorionen im alkalischen Elektrolyten in vorteilhafter Weise die Oxydation des Silbers in die Peroxydform verhindert, so daß die Entladungskurve und teilweise auch die Ladungskurve flach und ohne Knick verläuft.

Erfindungsgemäß wird ein weiterer Vorteil dadurch erzielt, daß der Akkumulator mit den noch nicht umgewandelten Elektroden aus Silberchlorid praktisch eine unbegrenzte Zeit lang ohne Qualitätsverlust gelagert werden kann und im Bedarfsfalle bei Zugabe des Elektrolyten sofort Strom liefert, ohne zuvor in üblicher Weise geladen werden zu müssen. Die Umwandlung des Silberchlorids zu Silberoxyd erfolgt im Akkumulator selbst, so daß gegenüber den bekannten Ausführungen jede Beschädigung der Silberoxydfolie durch Bearbeitung oder Transport vermieden wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch einen Teil einer Elektrode gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine von F i g. 1 etwas abweichende Ausführung,

F i g. 3 eine Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Akkumulators in abgebrochener Darstellung.

409 539/158

Um eine möglichst dünne positive Elektrode eines elektrochemischen Silber-Akkumulators zu erhalten, wird eine Silberchloridfolie hergestellt, in welcher ein Stromleiter eingebaut ist, der die gleiche Dicke wie diejenige der Folie hat und z.B. aus Streckmetall, aus einem Gitter, Gewebe oder sonstigen perforierten Netz aus Silber oder aus Kupfer bestehen kann. Die Silberchloridschicht kann auf dem Metallgerüst in beliebiger Weise abgelagert, z.B. beim Durchlauf zwischen Walzen in die Maschen od. dgl. des Leitgerüstes eingepreßt werden.

In Fig. 1 besteht das Elektrodengerüst z.B. aus Silber-Streckmetall, dessen Stege 1 Zellen 2 begrenzen, die mit Silberchlorid ausgefüllt sind. Die Dicke des Gerüstes ist gleich derjenigen der Silberchloridmasse.

In der Ausführungsform nach F i g. 2 besteht das Elektrodengerüst aus einem Netz von Leitungsdrähten 4, die allseitig von Silberchlorid 3 umgeben sind. Natürlich sind an das Leitgerüst 1 bzw. 4 in üblicher Weise nach außen führende Leiter ange- ao schlossen.

F i g. 3 zeigt schematisch einen Akkumulatorteil, der Elektroden 5 aus Silberchlorid beispielsweise der in F i g. 1 und 2 hergestellten Art mit Gerüst 6 im Innern und Anschlußleitern 7 enthält. Diese positiven Elektroden wechseln mit negativen Elektroden ab, von denen nur eine bei 8 dargestellt ist. Die negativen Elektroden 8 bestehen vorzugsweise aus Zink, z. B. in der Form von Zink-Streckmetall.

Scheider 9 trennen die Elektroden verschiedener Polarität. Die Scheider können z.B. aus ein- oder mehrschichtiger Cellulose oder Cellulosehydratfolien bestehen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Dicke der Elektroden stark übertrieben. Die Dicke zumal der Silberchloridelektroden ist in Wirklichkeit nur etwa ¹Ao mm, und die negativen Elektroden können eine etwa gleich geringe Dicke haben.

Der in das Akkumulatorgehäuse 10 einzufüllende Elektrolyt kann eine wässerige Lösung von Kaliumhydroxyd oder Kaliumzinkat sein. Durch Reaktion mit dem Elektrolyten verwandelt sich das Silberchlorid in Silberoxyd nach der einen oder der anderen der nachstehenden Reaktionen:

Obgleich das so gebildete Silberoxyd außerordentlich brüchig ist, gestattet es dennoch, aus ihm Akkumulatorelektroden von solcher Lebensdauer bzw. Formbeständigkeit zu bilden, die derjenigen der bekannten Elektroden der Silber-Zink-Akkumulatoren gleich oder annähernd gleich ist, da die positiven Elektroden erst in eingebautem Zustand fertig gebildet werden, also inmitten des Elektrodenpakets, dessen fester Zusammenhalt mit dem Grad des Quellens der Scheider, namentlich der aus regenerierter Cellulose bzw. Cellulosehydratfolien bestehenden Scheider unter der Einwirkung des Elektrolyten steigt. Die Reaktion (2) ergibt einen geladenen Akkumulator, der daher sofort Strom liefern kann, ohne ihn vorher elektrisch laden zu müssen.

Bei der Anwendung für Akkumulatoren zur plötzlichen Stromlieferung in einem bestimmten Bedarfsfall sind Elektroden und Elektrolyt in getrennten Kammern untergebracht, wobei nur in einem bestimmten Fall die Elektrolytkammer mit der Elektrodenkammer in Verbindung gebracht wird und dann der Elektrolyt sowohl seine eigentliche Funktion erfüllt, als auch das Silberchlorid der positiven Elektroden in Silberoxyd umwandelt.

Claims

Patentanspruch:

Alkalischer Silber-Zink- oder Silber-Cadmium-Akkumulator, gekennzeichnetdurch eine positive Elektrode aus einer folienartigen Silberchloridschicht von etwa ¹Ao mm Dicke mit einem durchbrochenen metallischen Silbergerüst, die zusammen mit einer negativen Zink- oder Cadmiumelektrode in einem alkalischen Elektrolyten üblicher Zusammensetzung angeordnet ist, der das Silberchlorid in Silberoxyd umwandelt.

2AgCl + KOH
2AgCl + Zn(OK)₂

Ag₂O + KCL + HCl

(1) Ag₂O + 2KCL + ZnO

(2)

45 In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 113 726; britische Patentschrift Nr. 186 052; USA.-Patentschriften Nr. 2 669 595, 1 662 866; Franz Peters, »Angewandte Elektrochemie«, Bd. I, 1897, S. 27 bis 29.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 054 133.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 539/158 3.64

Bundesdruckerei Berlin