DE1267736B - Depolarizer press body - Google Patents
Depolarizer press bodyInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES '/MTWWSt PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY DEUTSCHES '/ MTWWSt PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
HOImHOIm
Deutsche KL: 21b-7/01 German KL: 21b -7/01
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Auslegetag:Number:
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Display day:
P 12 67 736.0-45
15.Juni 1960
9. Mai 1968P 12 67 736.0-45
June 15, 1960
May 9, 1968
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Depolarisatorpreßkörper für galvanische Trockenbatterien mit hohen Abgaben elektrischer Energie.The present invention relates to a depolarizer press body for galvanic dry batteries with high electrical energy output.
Im Hauptpatent 1139167 ist eine galvanische Trockenbatterie mit einem Depolarisatorpreßkörper aus feinverteilten Metalloxyden, feinverteiltem Kohlenstoff und einem Bindemittel als Kathode beschrieben, wobei das Bindemittel aus Portlandzement besteht. Dabei beträgt die Zementmenge etwa zwischen 5 und 20 Gewichtsprozent. Galvanische Trockenbatterien dieser Bauart gestatten eine Stromentnahme bei hohen Spannungen und niedrigem Widerstand über eine lange Betriebsdauer.The main patent 1139167 is a galvanic Dry battery with a depolarizer pressed body made of finely divided metal oxides and finely divided carbon and a binder described as a cathode, the binder consisting of portland cement. The amount of cement is between 5 and 20 percent by weight. Galvanic dry batteries of this type allow a current draw at high voltages and low resistance via a long service life.
Um diese Eigenschaften, d. h. eine hohe Belastung pro Einheitsvolumen des aktiven Materials, noch weiterhin zu verbessern, ist es wünschenswert, Elektroden mit großer Oberfläche zu benutzen. Es erscheint daher zweckmäßig, die Elektroden in der Form von dünnen Platten herzustellen.In order to achieve these properties, i. H. a high load per unit volume of active material, yet To further improve it, it is desirable to use electrodes with large surface areas. It appears therefore it is expedient to manufacture the electrodes in the form of thin plates.
Dünne Plattenelektroden werden seit einigen Jahren von der Industrie sowohl für Primär- als auch für Sekundärelemente verwendet. Die benutzten Konstruktionen sind indessen nur schwierig und kostspielig herzustellen und neigen zur Zerbrechlichkeit, wenn sie gehandhabt, z. B. in die Zelle eingebaut werden. Ferner sind diese Ausbildungen oft auf spezielle Arten von Depolarisatoren beschränkt.Thin plate electrodes have been used by the industry for both primary and primary uses for a number of years Secondary elements used. The constructions used, however, are difficult and expensive manufacture and tend to be fragile when handled, e.g. B. built into the cell will. Furthermore, these designs are often limited to specific types of depolarizers.
Es ist bekannt, ein anorganisches Bindemittel zum Festlegen eines teilchenförmigen Depolarisators zu verwenden. Es ist ferner bekannt, ein Gitter aus Streckmetall als Träger für ein elektrochemisch reagierendes Elektrodenmaterial zu verwenden. Es ist aber nicht bekannt, ein Depolarisationsgemisch von der im Hauptpatent beschriebenen Zusammensetzung in einem dünnen Gitter aus Streckmetall einzulagern. Erst die Kombination dieser Merkmale ermöglicht es, Depolarisationspreßkörper von sehr geringer Dicke und ausgezeichneter Festigkeit zu erhalten.It is known to use an inorganic binder for fixing a particulate depolarizer use. It is also known, a grid made of expanded metal as a carrier for an electrochemical to use reactive electrode material. However, it is not known to have a depolarization mixture of the composition described in the main patent to be embedded in a thin lattice of expanded metal. Only the combination of these features enables depolarization compacts of very small thickness and maintain excellent strength.
Die Erfindung betrifft eine galvanische Trockenbatterie mit einem aus feinverteilten Metalloxyden, feinverteiltem Kohlenstoff und Portlandzement als Bindemittel bestehenden Depolarisationspreßkörper als Kathode nach dem Patent 1139 167. Die Batterie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Depolarisationspreßkörper in einem dünnen Gitter aus Streckmetall eingelagert ist. Vorzugsweise hat die Kathode eine Dicke von 0,56 bis 0,8 mm.The invention relates to a galvanic dry battery with a finely divided metal oxides, finely divided carbon and portland cement as a binder as a cathode according to patent 1139 167. The battery is characterized in that the depolarization compact is embedded in a thin mesh made of expanded metal. Preferably the cathode has one Thickness from 0.56 to 0.8 mm.
Die Elektroden nach der Erfindung werden so aufgebaut, daß das gewünschte Kathodengemisch anhaftend auf ein aufgeweitetes Streckmetallgitter der gewünschten Abmessungen aufgetragen wird. Diese Maßnahme ermöglicht es, dünne Plattenelektroden zu DepolarisatorpreßkörperThe electrodes according to the invention are constructed so that the desired cathode mixture adhesively applied to an expanded expanded metal mesh of the desired dimensions. These Measure enables thin plate electrodes to be made into depolarizer compacts
Zusatz zum Patent: 1139 167Addendum to the patent: 1139 167
Anmelder:Applicant:
Union Carbide Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)Union Carbide Corporation,
New York, NY (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
6000 Frankfurt, Schneckenhofstr. 27Dipl.-Ing. H. Görtz, patent attorney,
6000 Frankfurt, Schneckenhofstr. 27
Als Erfinder benannt:
Lewis Frederick Urry,
Parma, Ohio (V. St. A.)Named as inventor:
Lewis Frederick Urry,
Parma, Ohio (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 16. Juni 1959 (820 722)V. St. v. America dated June 16, 1959 (820 722)
erhalten, die außergewöhnlich stark wie auch biegsam sind und einer rauhen Handhabung ohne Reißen, Lockerung oder Zerfall widerstehen können. Die Elektroden gestatten außerdem eine wirksamere Anwendung eines Depolarisators, als es bisher möglich war. Das Metallgitter dient als Träger für das Kathodengemisch und außerdem als elektrischer Leiter. Durch Verwendung der Streckmetallgitter wird beträchtlich bessere Leitfähigkeit gewährleistet, als sie bei dem oft für diesen Zweck verwendeten üblichen Sieb aus Metalldrähten erzielbar ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die überlappende Drahtausbildung des Siebes bei der Handhabung oft locker wird. Mangel an Kontakt zwischen den gelockerten Drähten ruft aber erhöhten Kontaktwiderstand hervor. Häufig tritt außerdem ein Verlust an Gemisch auf.which are exceptionally strong and flexible and rough handling without tearing, Resist loosening or disintegration. The electrodes also allow a more efficient one Use of a depolarizer than was previously possible. The metal grid serves as a carrier for the cathode mixture and also as an electrical conductor. By using the expanded metal mesh becomes considerable ensures better conductivity than the usual sieve that is often used for this purpose Metal wires can be achieved. The reason for this is that the overlapping wire formation of the Sieves often become loose during handling. Lack of contact between the loosened wires gets but increased contact resistance. Often there is also a loss of mixture.
Die Metallauswahl für das Gitter schwankt mit dem gewünschten Kathodenpolarisator, Elektrolyt, Metall der Lösungselektrode sowie der letztlichen Anwendung der Batterie. Das Metall sollte ein solches sein, welches nicht mit dem Depolarisator reagiert und keine unerwünschten Produkte bildet. Beispielsweise lassen sich Eisen, Nickel oder nickelplattiertes Kupfer mit Mangandioxyd, Quecksilberoxyd, Nickeloxyd oder Mischungen dieser Depolarisatoren verwenden. KupferThe choice of metal for the grid varies with the desired cathode polarizer, electrolyte, metal the solution electrode as well as the ultimate application of the battery. The metal should be such which does not react with the depolarizer and does not form undesirable products. For example, you can Iron, nickel or nickel-plated copper with manganese dioxide, mercury oxide, nickel oxide or Use mixtures of these depolarizers. copper
809 548/157809 548/157
allein läßt sich nicht verwenden, da es zu allen erwähnten Depolarisatoren anodisch ist und mit ihnen lösliche Reaktionsprodukte bildet. Silberbeschichtetes Kupfer läßt sich für Primärzellen kurzer Gebrauchsdauer verwenden, bei denen ein Silberoxyddepolari- sator vorgesehen ist. Wo eine Stehzeit nach Aktivierung hingenommen wird, ist es indessen notwendig, ganz aus Silber bestehende Gitter zu verwenden, da Nadellöcher in der Silberschicht auf einem Kupfergitter zur Oxydation des Kupfers führen und eine Entladung des Silberoxyds hervorrufen wurden.alone cannot be used, as it is all mentioned Depolarizers is anodic and forms soluble reaction products with them. Silver-coated Copper can be used for primary cells with a short service life, in which a silver oxide depolar is provided. Where a standing time is accepted after activation, however, it is necessary, entirely To use grids made of silver, as there are pinholes in the silver layer on a copper grid Lead to oxidation of the copper and cause a discharge of the silver oxide.
Die Maschengröße des Gitters hängt von der gewünschten Dicke der fertigen Elektrode und den vorausgehenden Entladebedingungen ab. Die Dicke des Gitters schwankt mit der Maschenweite, sonach erfordert eine dünne Elektrode ein feines Gitter. Für 0,56 bis 0,8 mm dicke Elektroden wurde es zweckmäßig gefunden, Streckmetallgitter von einer Dicke zwischen 0,46 und 0,51 mm zu verwenden.The mesh size of the grid depends on the desired thickness of the finished electrode and the previous discharge conditions. The thickness of the grid varies with the mesh size, so a thin electrode requires a fine grid. For electrodes 0.56 to 0.8 mm thick it was Found expedient to use expanded metal mesh with a thickness between 0.46 and 0.51 mm.
Plattenkathoden nach der vorliegenden Erfindung lassen sich z. B. für Mangandioxyd—Zink oder Quecksilberoxyd—Zink verwenden. Die Wiederaufladbarkeit von verschiedenen Zellsystemen ist durch Anwendung der neuen Plattenausbildung stark verbessert worden. Die Anwendung für das Silberoxyd-Herstellung von Preßlingen verwendet, die die Abmessungen 7,4 χ 9,2 cm hatten und deren Dicke im Bereich zwischen 0,58 und 0,64 mm lag. Bei der fertigen Elektrode war das Gitter in die aktiven Teilchen eingebettet.Plate cathodes according to the present invention can be, for. B. for manganese dioxide-zinc or Use mercury oxide — zinc. The rechargeability of different cell systems is greatly improved by using the new plate design been. The application used for the silver oxide production of compacts, which the dimensions 7.4 9.2 cm and their thickness ranged between 0.58 and 0.64 mm. When finished Electrode, the grid was embedded in the active particles.
GewichtsprozentWeight percent
Gemischter Depolarisator (50 Volumprozent HgO und MnO2) 68,8Mixed depolarizer (50 percent by volume HgO and MnO 2 ) 68.8
Graphit 8,0Graphite 8.0
Stahlwolle 2,85Steel wool 2.85
Zement (Portland) 6,05Cement (Portland) 6.05
0,5normale KOH-Lösung 14,300.5 normal KOH solution 14.30
100,00100.00
16 g eines Gemisches wurden mit einem Streckmetallgitter aus Nickel (7,4 χ 9,2 cm) verwendet.16 g of a mixture was used with an expanded metal mesh made of nickel (7.4 9.2 cm).
Ag2OAg 2 O
Zement (Portland)Cement (portland)
StahlwolleSteel wool
Gewichtsprozent 93,3Weight percent 93.3
100,0100.0
Zink-System erlaubt eine wesentliche Senkung der
Herstellungskosten gegenüber derzeit verwendeten 17 g dieses Gemisches wurden in ein Streckmetall-Zinc system allows a substantial reduction in the
Manufacturing costs compared to the currently used 17 g of this mixture were converted into an expanded metal
technischen Verfahren. Diese Art der Kathoden- gitter aus Kupfer (7,4 χ 9,2 cm) eingebracht. Das ausbildung gestattet ferner die Verwendung von Ganze wurde durch Besprühen mit einer 0,5normalen zweiwertigem Silberoxyd in einer Depolarisator- 30 KOH-Lösung angefeuchtet und dann mit einem Druck mischung. Eine leistungsfähige Verwendung dieses von 4200 kg/cm2 zusammengepreßt. Die erhaltene Materials war bisher nicht möglich. Platte hatte eine Dicke von 0,76 mm.technical process. This type of cathode grid made of copper (7.4 9.2 cm) was introduced. The training also allows the use of whole was moistened by spraying with a 0.5 normal divalent silver oxide in a depolarizer 30 KOH solution and then with a pressure mixture. A powerful use of this compressed by 4200 kg / cm 2. The material obtained was previously not possible. Plate had a thickness of 0.76 mm.
Im allgemeinen liegt die Menge des verwendeten elektrochemisch aktiven Materials zwischen 50 und 90 Gewichtsprozent des gepulverten Gemisches, in welches das Gitter eingebettet wird.In general, the amount of electrochemically active material used is between 50 and 90 percent by weight of the powdered mixture in which the grid is embedded.
GewichtsprozentWeight percent
HgO (rot oder gelb) 85,62HgO (red or yellow) 85.62
Feinstaufgeteiltes Graphit 8,56Finely divided graphite 8.56
Stahlwolle 2,05Steel wool 2.05
Zement (Portland) 3,77 Cement (Portland) 3.77
100,00100.00
Die Hälfte der erforderlichen Menge pro Preßling wurde in die (trockene) Form eingegeben. Der aus nickelplattiertem Kupferstreckmetall bestehende Kathodenleiter wurde daraufgelegt und mit dem Rest des trockenen Gemisches beschichtet. Nach dem Besprühen des Gemisches mit 0,5 normaler KOH-Lösung bis zur Feuchte wurde die Form geschlossen und der Preßling bei 4200 kg/cm2 gepreßt. Die überschüssige Flüssigkeit wurde herausgequetscht. Etwa 17 g trockenen Gemisches pro Preßling wurden zurHalf of the required amount per compact was put into the (dry) mold. The nickel-plated expanded copper metal cathode lead was placed on top and coated with the remainder of the dry mixture. After spraying the mixture with 0.5 normal KOH solution to moisture, the mold was closed and the compact was pressed at 4200 kg / cm 2 . The excess liquid was squeezed out. About 17 g of dry mixture per compact was used for
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Also Published As
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