DE1177224B

DE1177224B - Bleiakkumulator mit Elektrolyt, der durch ein Pflanzen-Gel festgelegt bzw. verdickt ist, und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1177224B
Application number: DEV23983A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Guenter Ryhiner; Dipl-Chem Dr Ernst Voss; Alexander Koenig
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1963-04-25
Filing date: 1963-04-25
Publication date: 1964-09-03
Also published as: NL144444B; GB1006146A; SE307171B; FR1390123A; AT260319B; US3328208A; BE646886A; NL6404412A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H Ol m

Deutsche Kl.: 21b-5/01

Nummer: 1177 224

Aktenzeichen: V 23983 VIb/21 b

Anmeldetag: 25. April 1963

Auslegetag: 3. September 1964

Die Erfindung betrifft einen Bleiakkumulator mit festgelegtem bzw. verdicktem Elektrolyt und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Es sind verschiedene Bleiakkumulatoren mit festgelegtem bzw. verdicktem Elektrolyt bekannt. Zum Festlegen bzw. Verdicken des Elektrolyten wurden bisher unter anderem Substanzen verwendet, die auf Kieselsäure basieren. Es wurde beispielsweise Kieselgel benutzt, das aus Wasserglas oder aus organischen Derivaten der Kieselsäure gewonnen wurde. Außerdem wurden verdickte Elektrolyte mit Hilfe von großoberflächigeni Siliciumdioxyd hergestellt. Auch Bimsstein, Asbest, Gips, Bleisulfat und Sägemehl sind als Verdickungsmittel bekanntgeworden.

Alle diese bekannten Verdickungsmittel haben den Nachteil, daß sie die Leitfähigkeit des Elektrolyten herabsetzen. Hierdurch wird der innere Widerstand des Akkumulators erhöht, so daß die Akkumulatoren bei Belastung ein schlechtes Spannungsverhalten zeigen.

Von Nachteil ist ferner, daß die bekannten festgelegten bzw. verdickten Elektrolyte oft schon nach kurzer Zeit Schrumpfungserscheinungen zeigen, die dazu führen, daß der Kontakt zwischen aktiver Masse und Elektrolyt verlorengeht.

Ein weiterer Nachteil der mit den bekannten Verdickungsmitteln hergestellten Elektrolyte besteht darin, daß ihre Viskosität von vornherein so groß ist, daß sie die Elektrodenzwischenräume und insbesondere die Poren der Elektroden nicht restlos ausfüllen, so daß der notwendige innige Kontakt zwischen Elektrolyt und aktiver Masse nicht zustande kommt.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, der Akkumulatorensäure Pektin zuzusetzen, und zwar entweder ein Gemisch aus Pektin und Akkumulatorensäure im Akkumulator zum Gel erstarren zu lassen oder aber vorgefertigte Scheiben aus einem Stützgerüst, das mit Pektingel gefüllt war, zusammen mit den Plattensätzen in den Akkumusterbehälter einzusetzen. Nach einem dritten Vorschlag wurden zunächst die Elektrodenplatten und die Separatoren mit Schwefelsäure getränkt und dann in Pektinsol getaucht, so daß das Sol in den Elektrodenzwischenräumen zum Gel erstarrte.

Die Akkumulatoren nach der vorliegenden Erfindung übertreffen die bekannten Akkumulatoren in zwei besonders wichtigen Punkten: Sie besitzen einen außergewöhnlich niedrigen elektrischen Innenwiderstand und lassen sich nach einem einfachen Verfahren herstellen.

Erfindungsgemäß sind zwischen den Elektroden-Bleiakkumulator mit Elektrolyt, der durch ein
Pflanzen-Gel festgelegt bzw. verdickt ist, und
Verfahren zu seiner Herstellung

Anmelder:

Varta Aktiengesellschaft,

Hagen (Westf.), Dieckstr. 42

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Günter Ryhiner,
Bad Soden (Taunus),
Dipl.-Chem. Dr. Ernst Voss,
Alexander König, Frankfurt/M.

platten an Stelle der herkömmlichen Separatoren Folien angeordnet, die im wesentlichen aus Pektin-Schwefelsäure-Gel und synthetischem und/oder natürlichem Kautschuk oder einer thermoplastischen Substanz, wie z. B. Polyisobutylen, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen oder Mischpolymerisaten, bestehen. Der Erweichungspunkt der thermoplastischen Substanz muß unterhalb der Zersetzungstemperatur des Pektins liegen. Zusätzlich können die Folien einen Füllstoff, wie z. B. großoberflächiges Siliciumdioxyd, enthalten.

Zur Herstellung der Folien wird ein Gemisch aus Trockenpektin, der thermoplastischen Substanz bzw. dem Kautschuk und gegebenenfalls dem Füllstoff hergestellt, das beispielsweise durch Walzen oder Spritzen zu Folien verarbeitet wird.

Diese Folien werden an Stelle von Separatoren zwischen den Elektrodenplatten angeordnet, und die vollständigen Plattensätze werden dann in die Akkumulatorbehälter eingesetzt, die entweder bereits mit Akkumulatorensäure gefüllt sind oder danach gefüllt werden.

Dort bildet sich aus dem Trockenpektin ein Pektin-Schwefelsäure-Gel, das im Akkumulator als Elektrolyt wirkt. Überschüssige Schwefelsäure kann dann abgegossen werden.

Mit der Gelbildung ist ein Quellvorgang verbunden, der die Folien auf etwa das Dreifache ihrer ursprünglichen Stärke anwachsen läßt. Hierdurch wird der Elektrolyt kräftig gegen die Elektrodenplatten gepreßt, so daß ein inniger Kontakt zwischen Elektrolyt und aktiver Masse zustande kommt und aufrechterhalten wird.

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Die Akkumulatoren nach der vorliegenden Erfindung zeichnen sich durch einen außergewöhnlich geringen Innenwiderstand aus. Während nämlich der elektrische Widerstand von Akkumulatorensäure der Dichte 1,28 g · cm"³, der 1,24 Ohm · cm beträgt, durch Einfügen von üblichen Holzbrettchenseparatoren um etwa 40O¹¹Zo und mit modernen Sinterseparatoren um etwa 40% erhöht wird, übersteigt der elektrische Innenwiderstand der erfindungsgemäßen Akkumulatoren, die mit reiner Akkumulatorensäure ohne jegliche Separation betrieben werden, nur um etwa 10%. Infolgedessen zeigen die erfindungsgemäßen Akkumulatoren ein besonders günstiges Spannungsverhalten bei Belastung und erfordern eine außergewöhnlich niedrige Ladeschlußspannung, die um etwa 0,3 V je Zelle niedriger liegt als bei herkömmlichen Zellen.

Das erfindungsgemäSe Verfahren kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden:

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Beispiel 1

Auf einer Friktionswalze werden 3 g Polyisobutylen und 3 g Apfelpektin gemischt und zu Folien von 0.3 mm Stärke ausgewalzt. Diese Folien werden auf die erforderliche Größe zugeschnitten und wie Separatoren zwischen die Elektrodenplatten entgegengesetzter Polarität eingelegt. Dann werden die Plattensätze in Akkumulatorensäure eingetaucht bzw. damit Übergossen und in die Zeilen eingebaut.

Beispiel 2

3 g Polyisobutylen, 3 g Pektin und 3 g Siliciumdioxyd werden auf einer Friktionswalze vermischt und zu einer etwa 0.3 mm starken Folie ausgewalzt. Die Folien werden dann wie oben wendet.

Claims

Patentansprüche: eixhrieben ver 40

1. Bleiakkumulator mit Elektrolyt, der durch ein Pflanzen-Gel festgelegt bzw. verdickt, ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elektrodenplatten verschiedener Polarität an Stelle herkömmlicher Separatoren gequollene Folien angeordnet sind, die im wesentlichen aus einem Gemisch eines Pektin-Schwefelsäure-Gels und eines natürlichen und oder synthetischen Kautschuks oder einer thermoplastischen Substanz, deren Erweichungspunkt unterhalb der Zersetzungstemperatur des Pektins liegt, bestehen.

2. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien Apfelpektin enthalten.

3. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien als thermoplastische Substanz Polyäthylen enthalten.

4. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Folien als thermoplastische Substanz Polyvinylchlorid enthalten.

5. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien als thermoplastische Substanz Polypropylen enthalten.

6. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien außerdem einen Füllstoff enthalten.

7. Bleiakkumulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien als Füllstoff großoberflächiges Siliciumdioxyd enthalten.

8. Verfahren zur Herstellung eines Bleiakkumulators n?.ch den Ansprüchen 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß ein inniges Gemisch aus Trockenpektin und natürlichem und oder synthetischem Kautschuk oder einer thermoplastischen Substanz, deren Erweichungspunkt unterhalb der Zerseizungstemperalur des Pektins liegt, hergestellt und zu Folien verarbeitet wird und daß die Folien an Stelle von herkömmlichen Separatoren zwischen den Elektrodenplatten des Akkumulators angeordnet werden, worauf man Akkumu'.atorerisäure auf sie einwirken läßt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Bleiakkumulators nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein inniges Gemisch aus Pektin und natürlichem und oder synthetischem Kautschuk odor einer thermoplastischen Substanz, deren Erweichungspunkt unterhalb der Zersetzungstemperatur des Pektins liegt, und einem Füllstoff hergestellt und zu Folien verarbeitet wird und daß die Folien an Stelle von herkömmlichen Separatoren zwischen den Elektrodenplatten des Akkumulators angeordnet werden, worauf man Akkumulatorensäure auf sie einwirken läßt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 541 696.

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