DE1231326B - Akkumulator-Elektrode - Google Patents

Description

• Akkumulator-Elektrode Die Erfindung betrifft eine Akkumulatoren-Elektrode mit einem durch Sintern hergestellten porösen Kunststoffkörper, in den als Träger die aktive Masse eingebracht ist, und einem darin eingebetteten dünnen Stromableiter in Form eines Netzes, Streckmetalls od. dgl.
• Mit der Entwicklung von Kunststoffen, die sowohl säurebeständig als auch bis 750 C teinperaturbeständig sind und die erforderliche Korrosionsbeständigkeit gegenüber dein naszierenden 0, und dein Pb02 besitzen, hat es nicht an Versuchen gefehlt, solche Kunststoffe in BleiakkumuIatoren einzusetzen. Neben der Anwendung als Separator oder als Röhrchen, welches aus Kunststoffäden gewebt wird, hat man vorgeschlagen, die widerstandsfähigen Kunststoffe im gesinterten Zustand als Trägermaterial für die aktiven Massen der Bleiakkumulatoren zu verwenden. Man hat versucht, feine Kunststoffäden, die als Vließe ausgebildet waren, leitfähig zu machen und Blei auf ihre Oberfläche niederzuschlagen. Ebenso hat man versucht, geschäumten Kunststoffen die wirksamen Massen zuzusetzen, ohne dabei die Werte in bezug auf Entladespannung und Kapazität zu erreichen, die Bleiakkurnulatoren ohne Kunststoffzusatz erreichen.
• Der normale Aufbau der heute zum größten Teil angewendeten Blei-Antimon-Akkumulatorengitter wird bei Verwendung von Kunststoffen im Akkumulator verlassen. Die Aufgabe dieser Blei-Antimon-Akkumulatorengitter ist 1. sie sind Träger der aktiven Masse, 2. sie sind Leiter für den elektrischen Strom.
• Diese zweiteilige Aufgabe des Gitters wird bei Einsatz von gesinterten Kunststoffkuchen auf zwei Stoffe geteilt, und zwar 1. einen gesinterten Kunststoffkuchen als Träger für die aktive Masse, 2. ein wesentlich leichteres gewichtssparendes Bleigertist, das nicht mehr Träger der Masse, sondern nur noch Leiter für den elektrischen Strom ist.
• Da die Kunststoffe Nichtleiter sind, müssen beim Aufbau von Akkumulatoren mit Kunststoffsinterkuchen als Masseträger folgende Richtlinien eingehalten werden: 1. Das Volumenverhältnis von Masse zu Kunststoff soll in den Grenzen von 70 und 30 ü/o liegen. Der Akkumulator ist so aufgebaut, daß bei Einsparung von 30 Volumprozent Masse, für die der Kunststoff eingesetzt wird, seine Kapazität mindestens die gleiche bleibt wie beim klassischen Akkumulator; 2. die in Punkt 1 geforderte bessere Massenausnutzungwirderfindungsgemäß durch diebesonders günstige Art der Anordnung der gesinterten Kunststoffteilchen erzielt, und zwar durch einen mehrschichtigen verschiedenporigen Aufbau des Kunststoffkuchens.
• Versuche haben ergeben, daß es ein Fehler ist, die feinporigen gesinterten Kunststoffanteile an die Außenseite der Platte zu legen und die grobporigen Anteile ün Innern der Platte unterzubringen. Schwierigkeiten beim Pastieren und der durch die feinen Kunststoffteilchen abgeschirmte Stromzutritt zu den aktiven Masseteilchen während der Ladung und die zum Teil abgedeckte äußere Oberfläche während der Entladung sind Nachteile, die den praktischen Einsatz solcher Akkamulatoren in Frage stellen. Schlechter Wirkungsgrad und ein ungünstiger Entladespannungsverlauf sind die Folge.
• Erfindungsgemäß werden alle diese Nachteile behoben, wenn man die feinporigen Kunststoffschichten in das Innere der Plattenmasse verlagert und den Porendurchmesser des Sinterkuchens nach den Außenseiten der Plattenoberfläche hin immer größer werden läßt. An den Außenseiten der Platten soll der Kunststoffanteil nur sehr gering sein, damit die wirksame Massenoberfläche unverändert bleibt und für den Stromzu- und Austritt keine Widerstände entstehen. Es ist eine alte Erfahrung, daß die, geometrische Oberfläche der Platten mitbestimmend für die Eigenschaften des Akkuraulators ist.
• In der Figur ist eine erfindungsgemäße Elektrode rein schematisch dargestellt. Die Elektrode ist teilweise aufgeschnitten, um den inneren Aufbau genauer zu zeigen. Der dünne metallische Stromableiter ist mit 1 bezeichnet und besitzt die Form eines Netzes, Streckmetalls od. dgl. Falls notwendig, kann dieser Ableiter noch in die Masse hereinragende Vorsprünge besitzen. An diesem Stromableiter schließt sich eine Schicht aus Kunststoffkömern 2 geringeren Durchmessers an, zwischen denen praktisch keine aktive Masse eingelagert ist. Nach außen nimmt der Durchmesser der K-unststoffkörner 2 kontinuierlich zu, und ün äußeren Plattenteil ragen praktisch keine Körner mehr in die aktive Masse. Die Körner sind aus darsteRungstechnischen Gründen hier stark vergrößert dargestellt.
• - In diesem Zusammenhang wird daran erinnert, daß bei gleichen Massengewichten, z. B. allein durch Weglassen von Gitterstäbchen an der Oberfläche der Masse und die dadurch nur unwesentlich vergrößerte wirksame Masseoberfläche, bei kleinen Entladestromstärken bereits eine Kapazitätserhöhung von 4 bis 6% gemessen werden kann. übertragen auf den Akkumulator mit einem kunststoffgesinterten Masseträger bedeutet das, daß nach Möglichkeit in die äußere Masseschicht der Platten nur wenige Kunststoffkömer hineinreichen dürfen. Die senkrecht auf die geometrische Oberfläche auftreffenden Stromlinien können bei dieser Anordnung der Porendurchmesser in die Tiefe der Platten eintreten, wenn die Porendurchmesser nach dem Innenteil hin immer kleiner werden. Werden die Porendurchmesser so klein gewählt, daß keine Masse mehr eintreten kann, sondern nur noch der Elektrolyt Schwefelsäure, so kann der Kern der Platte als Säurereserve ausgebildet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Akkumulatoren-Elektrode mit einem durch Sintern hergestellten porösen Kunststoffkörper, in den als Träger die aktive Masse eingebracht ist, und einem darin eingebetteten dünnen Stromableiter in Form eines Netzes, Streckmetalls od.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Porendurchmesser des Kunststoffkörpers von außen nach innen abnimTn . 2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Porenweite in der Außenschicht 500 bis 1000 g und an der dem Stromableiter anliegenden Schicht 10 bis 100 #t beträgt. 3. Elektrode nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseträger aus elektrisch leitendem, für diesen Zweck an sich bekanntem Kunststoff besteht. 4. Elektrode nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseträger nur in seinem am Stromableiter anliegenden Teil aus leitfähigem Kunststoff besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 108 632, 730 503; deutsche Auslegeschrift B25229VIb/21b (bekanntgemacht am 7. 6. 1956); britische Patentschrift Nr. 799 308; USA.-Patentschrift Nr. 3 053 925.