DE1300598B

DE1300598B - Sintered plate or foil for electrodes of alkaline batteries and process for their production

Info

Publication number: DE1300598B
Application number: DEF47792A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Ernst; Haeusler
Original assignee: Friemann and Wolf GmbH
Current assignee: Friemann and Wolf GmbH
Priority date: 1965-11-30
Filing date: 1965-11-30
Publication date: 1969-08-07
Also published as: DE1300598C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Sinterplatte oder -folie für Elektroden alkalischer Akkumulatoren, welche aus einem elektrochemisch inaktiven porösen Sintermaterial mit einem eingeschlossenen metallischen Trägergerüst besteht. Sie hat eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Sinterplatte oder -folie zum Gegenstand, durch welche die elektrochemischen Eigenschaften der Elektrode wesentlich verbessert werden.The invention relates to a sintered plate or foil for electrodes of alkaline batteries, which made of an electrochemically inactive porous sintered material with an enclosed metallic one Support frame consists. It has a particularly useful design of the sintered plate or foil for Object through which the electrochemical properties of the electrode are significantly improved will.

Bei den bekannten Sinterelektroden findet ein metallisches Trägergerüst Verwendung, welches aus einer perforierten Metallfolie oder einem Drahtgitter besteht. Die Metallpulver werden beidseitig auf dieses metallische Trägergerüst aufgetragen, und nach dem Sintern entsteht eine hochporöse feste Elektrode, die bei guter Leitfähigkeit günstige Entladungseigenschaften besitzt. Das Sintergerüst wird mit einer aktiven Masse gefüllt. Es ist festgestellt worden, daß die Poren jedoch nicht über das gesamte Porenvolumen gleichmäßig gefüllt sind. Vielmehr nimmt die Füllung zum Inneren der Elektrode hin ab. Die mögliche Leistungsfähigkeit der Elektrode wird deshalb nicht vollständig ausgenutzt. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß beim Füllen an der Oberfläche Poren verstopft werden und hierdurch eine vollständige Füllung verhindert wird. Auch kann das in den Poren befindliche Gas beim Füllen nicht vollständig entweichen. Es staut sich im Inneren der Elektroden, so daß ein Einfüllen an aktiver Masse im Inneren blockiert wird. Nachteilig wirkt sich auch aus, daß die Imprägnierlösung im Inneren der Elektroden an ausfällbaren Ionen, z. B. Nickel- oder Cadmiumionen, beim Füllprozeß verarmt und die Abnahme durch Nachdiffusion von außen nicht mehr ausgeglichen werden kann.In the case of the known sintered electrodes, a metallic support frame is used, which is made from a perforated metal foil or wire mesh. The metal powders are on both sides of this metallic support structure is applied, and after sintering a highly porous solid electrode is created, which has favorable discharge properties with good conductivity. The sinter framework is made with an active Mass filled. It has been found, however, that the pores do not cover the entire pore volume are evenly filled. Rather, the filling decreases towards the inside of the electrode. The possible performance the electrode is therefore not fully utilized. This is likely to be attributed to it be that when filling on the surface pores are clogged and thereby a complete filling is prevented. Also, the gas in the pores cannot completely escape during filling. It accumulates in the interior of the electrodes, so that the filling of active material in the interior is blocked will. Another disadvantage is that the impregnation solution in the interior of the electrodes is precipitable Ions, e.g. B. nickel or cadmium ions, depleted during the filling process and the decrease through post-diffusion can no longer be compensated from the outside.

Demgegenüber ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Bereich des Trägergerüsts im Inneren der Sinterplatte oder -folie Hohlräume vorgesehen sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Poren gleichmäßiger als bei den bekannten Sintergerüsten mit aktiver Masse gefüllt werden. Die Hohlräume wirken als Auffangräume für das Restgas. Die Poren sind so vollständig frei für die Aufnahme von aktiver Masse. Außerdem bilden diese Räume einen zusätzlichen Vorratsraum für ausfällbare Ionen. Es sind also für das Ausfällen in den Poren immer genügend Ionen vorhanden. Die Hohlräume füllen sich zum Teil mit aktiver Masse, wodurch eine weitere Kapazitätssteigerung erreicht wird. Sie wirken funktionsmäßig wie die Taschen von Taschenakkumulatorenplatten.In contrast, it is provided according to the invention that in the area of the support frame inside the Sintered plate or foil cavities are provided. This ensures that the pores are more uniform are filled with active material than with the known sintering structures. The cavities act as catchment areas for the residual gas. The pores are completely free for the absorption of active material. In addition, these spaces form an additional storage space for precipitable ions. So it's for the precipitation in the pores always enough ions available. The cavities are partially filled with active mass, whereby a further increase in capacity is achieved. They act functionally like that Bags of pocket accumulator plates.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigtThe object of the invention is shown in the drawing as an exemplary embodiment, namely shows

Fig. 1 einen mittleren Querschnitt durch eine Elektrodenplatte vor dem Sintern undFig. 1 shows a central cross section through an electrode plate before sintering and

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 im Zustand nach dem Sintern.2 shows the object of FIG. 1 in the state after sintering.

Zum Herstellen der erfindungsgemäß vorgesehenen Sinterplatte findet erfindungsgemäß eine rückstandslos verbrennbare, mit metallischen Trägereinlagen 4 versehene Folie 3 Verwendung. Eine solche Folie 3 hat Perforationen, z. B. Schlitze. Auf diese Folie 3 wird beidseitig das elektrochemisch inaktive Material aufgebracht. Dabei greift das Material durch die Perforationen in der Folie 3 hindurch. Es bilden sich also an diesen Durchbrüchen Brücken aus dem elektrochemisch inaktiven Material.To produce the sintered plate provided according to the invention, a residue-free method is used according to the invention combustible foil 3 provided with metallic carrier inserts 4. Such a slide 3 has perforations, e.g. B. Slots. The electrochemically inactive material is applied to this film 3 on both sides upset. The material reaches through the perforations in the film 3. So it is formed At these breakthroughs bridges made of the electrochemically inactive material.

Beim Sintern wird erfindungsgemäß die Folie 3 rückstandslos verbrannt. Es entstehen dann, wie F i g. 2 erkennen läßt, Hohlräume 5 im Inneren der Platte.During sintering, according to the invention, the film 3 is burned without leaving any residue. It then emerges how F i g. 2 reveals cavities 5 inside the plate.

Diese Hohlräume bieten den Vorteil, daß die aktive Masse besser in das Innere des Sintergerüstes eindringen kann. Außerdem ist die Kapazität der Elektroden wesentlich erhöht. Schließlich bieten die Hohlräume ein Kapazitätsreservoir im Inneren der Elektrode.These cavities offer the advantage that the active material penetrates better into the interior of the sintered structure can. In addition, the capacitance of the electrodes is significantly increased. Finally, provide the voids a capacity reservoir inside the electrode.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So besteht insbesondere keine Begrenzung für die Dicke und Dimensionen solcher Elektrode. Die Hohlräume können sowohl in Folienelektroden als auch bei Plattenelektroden angebracht werden. Ein besonderes Anwendungsgebiet ergibt sich für Elektroden, die dicker als 1 mm sind, da bei dem bekannten Sintergerüst die Ungleichmäßigkeit der Verteilung der aktiven Masse mit der Dicke zunimmt. Die Dicke der Folie richtet sich nach der Dicke der fertigen Elektrode. Als Material eignet sich für die rückstandslos verbrennbare Folie beispielsweise reine Cellulose. Die neuartige Sinterplatte oder -folie mit den Hohlräumen ist nicht nur für Elektroden alkalischer Akkumulatoren, sondern auch für in Sintergerüsten festgelegte Katalysatoren geeignet, die für verschiedene chemisch-technologische Verfahren Verwendung finden, z.B. für Hydrierungsvorgänge.The invention is not restricted to the exemplary embodiment. In particular, there is no limit for the thickness and dimensions of such electrode. The cavities can be in foil electrodes as well as plate electrodes. A special area of application results choose electrodes that are thicker than 1 mm, because of the unevenness in the known sintered framework the distribution of the active material increases with the thickness. The thickness of the film depends on the Thickness of the finished electrode. A suitable material for the residue-free combustible film is, for example pure cellulose. The new sintered plate or foil with the cavities is not just for electrodes alkaline accumulators, but also suitable for catalysts fixed in sintering structures that are used for various chemical-technological processes, e.g. for hydrogenation processes.

Claims

Patent claims:

1. Sintered plate or foil for electrodes of alkaline batteries, consisting of one electrochemically inactive porous sintered material with an enclosed metallic support structure, characterized in that cavities (5) are provided in the area of the support frame (4) in the interior of the sintered plate or foil (1) are.

2. A method for producing a sintered plate or foil according to claim 1, characterized in that that the electrochemically inactive material on a residue-free combustible with metallic carrier inserts provided foil (3) applied and burning the foil is sintered.

3. The method according to claim 2, characterized in that one with perforations, z. B. slots, provided combustible film (3) is used.