DE1421623C - Verfahren zur Herstellung einer Duplexelektrode - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Duplexelektrode

Info

Publication number
DE1421623C
DE1421623C DE1421623C DE 1421623 C DE1421623 C DE 1421623C DE 1421623 C DE1421623 C DE 1421623C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
positive
negative
separating part
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
George Raymond North Olmsted; Clark Milton Bedford North Royalton; Stark Robert Erskine Cleveland; Ohio; Beatty Theodore Robert Bennington Vt.; Drengler (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp

Links

Description

Es ist bekannt, eine Duplexelektrode so herzustellen, daß ein positives elektrochemisch aktives Material auf eine Seite eines aus einem dünnen Blatt aus elektrisch leitendem, elektrochemisch inertem Material bestehenden Trennteiles aufgebracht und ein negatives aktives Material auf die andere Seite des Trennteiles aufgebracht wird, wobei das Material auf jeder Seite in ein mit dem Trennteil verbundenes Metallgitter eingepreßt wird.
Es wurde nun gefunden, daß dieses Verfahren verbessert werden kann, wenn man das positive Material unter einem höheren Druck in das Gitter preßt als das negative Material.
Vorzugsweise verfährt man so, daß man das positive Material auf der einen Seite des Trennteiles zunächst unter höherem Druck und dann das negative Material auf der anderen Seite unter niedrigerem Druck einpreßt.
Bei Verwendung von pulverförmigem Oxid für die positive Seite und von pulverförmigem Metall für so die negative Seite der Elektrode kann mit gutem Erfolge das Oxid unter einem Druck von 700 bis 1400 kg/cm2 und das Metall unter einem Druck von 70 bis 140 kg/cm2 eingepreßt werden.
Zu dem elektrochemisch aktivem Material, das bei »5 dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, gehören Metalle, wie z. B. Zink, Cadmium, Magnesium, Blei, Eisen oder Aluminium, und Oxide, wie z. B. Silberoxid, Quecksilberoxid, Vanadiumpentoxid oder Mangandioxid. Die Menge des elektrochemisch aktiven Materials wird durch die gewünschte Dicke der Elektrode und die geforderte Leistung bestimmt. Für eine Duplexelektrode mit den Abmessungen von 7,5 X 8,8 cm beträgt die zweckentsprechende Menge des aktiven Materials an jeder Seite 18 g.
Die erfindungsgemäß hergestellten Duplexelektroden zeichnen sich bei geringem Gewicht und Raumbedarf durch eine besonders hohe Leistungsfähigkeit in kurzer Zeit aus.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt
F i g. 1 eine Reihenstapelanordnung aus Zellen mit erfindungsgemäß hergestellten Elektroden,
F i g. 2 eine auseinandergezogene Ansicht einer erfindungsgemäß hergestellten Elektrode,
F i g. 3 einen Querschnitt einer Form zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Elektrode,
F i g. 4 dasselbe wie F i g. 3, wobei aber das Zwischenlagen-Gitterteil an der Form angeordnet ist, und Fig. 5 die Elektrode in der Form unter Formdruck.
Die Elektroden werden nach der Erfindung durch Druckverformung von elektrochemisch aktivem Material durch leichte, aufgeweitete Metallgitter und gegen jede Außenseite eines dünnen, undurchlässigen, elektrisch leitfähigen, elektrochemisch inerten Trennteiles geformt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht die Duplexelektrode aus einem elektrisch leitfähigen, elektrochemisch inerten Trennteil 10, das eine 0,025 bis 0,075 mm dicke, vorzugsweise silberplattierte Stahlzwischenlage sein kann. Leichte Metallgitter aus Streckmetall 12 und 14 dienen dem Halten des aktiven Materials auf dem Trennteil 10. Die Gitter können aus 0,125 mm dickem, vorzugsweise silberplattiertem Stahl bestehen und auf eine Maschengröße mit öffnungen von 1,5 mm2 aufgeweitet sein.
Die Duplexelektrode wird nach der Erfindung wie folgt hergestellt:
Ein Gitter aus silberplattiertem Streckmetall wird an einer Außenseite eines silberplattierten Trennteils punktweise angeschweißt. Das Trennteil hat eine etwas größere Fläche als das Streckmetall, um einen Kontakt zwischen den Elektroden zu verhindern. Alsdann wird oxidisches Depolarisatorpulver, z. B. zweiwertiges Silberoxid, durch das Gitter hindurch unter Drücken von 700 bis 1400 kg/cm2 auf das Trennteil gepreßt. Die Formvorgänge für die Duplexelektrode sind nacheinander den F i g. 3 bis 5 zu entnehmen. Wie F i g. 3 erkennen läßt, sind elektrochemisch aktive Pulver in die Form bis zu einer Tiefe eingebracht, die auf das gewünschte Materialgewicht und -dicke einstellbar ist. Sodann (F i g. 4) wird das von dem Trennteil abgestützte Gitter über das Pulver gesetzt und (F i g. 5) der Stempel der Formpresse gegen die Anordnung gedrückt. Ein zweites, aufgeweitetes Metallgitter wird dann mit der entgegengesetzten Außenfläche des Trennteils punktverschweißt und das andere aktive Material darauf gepreßt, wie es oben bereits beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß ein Druck zwischen 70 und 140 kg/cm2 angewendet wird.
Nach der Formung besteht die fertige Elektrode (Fig. 1) aus einer negativen Außenseite 12 (z. B. Zink) und einer positiven Außenseite 14 (z. B. Silberoxid oder andere Oxiddepolarisatoren), die von einem elektrisch leitfähigen Trennteil abgestützt sind. Die Gitter sind durch die aktiven Materialien hindurch sichtbar.
Um eine Einheit von 28 Volt mit positiven Silberoxidelektroden und negativen Zinkelektroden aufzubauen, werden 18 oder 19 dieser Teile aufeinandergestapelt (mit Beachtung der richtigen Polarität), und mit einem saugfähigen Scheider 16, z. B. aus dem unter dem Handelsnamen Nylon bekannten Superpolyamid oder aus regenerierter Zellulose, zwischen den aktiven Außenseiten versehen, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Die Endelektroden in jedem Stapel haben nur eine aktive Außenseite, wobei das Trennteil als Anschlußverbindung dient.
Das Gitterteil wiegt bei dieser Ausbildung nur 0,023 bis 0,027 g/cm2, verglichen mit 0,078 bis 0,085 g/cm2 bei den besten handelsüblichen Batterien. Die Duplexausbildung beseitigt die Notwendigkeit für einen massiven Leiter, da der Stromweg durch den. Stapel hindurch und nicht entlang den Elektroden verläuft. Dies bedeutet, daß bei dieser Ausbildung der Stromweg durch eine Elektrode nur 0,25 bis 0,38 mm beträgt, verglichen mit 38 bis 51 mm bei den handelsüblichen Batterien.
Die gewichtsmäßige Leistungsfähigkeit der derzeitigen handelsüblichen Hochleistungsprimärsilberzellen, ausschließlich Behälter und Anschlüsse, beträgt 0,066 bis 0,077 Wattstunden pro Gramm. Eine aus 6 Zellen bestehende Batterie, die mit den Duplexelektroden gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, gewährleistet eine Leistungsfähigkeit von 0,132 bis 0,143 Wattstunden je Gramm (ausschließlich Gehäuse und Klemmen). In gleicher Weise bedeutsam liegt die volumetrische Leistungsfähigkeit der Ausbildung nach der vorliegenden Erfindung etwa 2V*mal so hoch wie diejenige der derzeitigen handelsüblichen Einheiten (ausschließlich Gehäuse und Anschlüsse in jedem Gehäuse).
Die erfindungsgemäß hergestellten Duplexelektroden eignen sich besonders für Reserve- oder Ersatzbatterien. Bei solchen Batterien wird eine Anzahl von Elektroden, wie sie in Fig. 1 und 2 veranschaulicht sind, in passenden Zellbehältern untergebracht. Genügend Elektrolyt, um die Elektroden und die saugfähigen Elektrodenscheider zu sättigen, wird zugeführt, wenn Strom gewünscht wird.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Duplexelektrode, bei dem ein positives elektrochemisch aktives Material auf eine Seite eines aus einem dünnen Blatt aus elektrisch leitendem, elektrochemisch inertem Material bestehenden Trennteiles aufgebracht und ein negatives aktives Material auf die andere"" Seite des Trennteiles aufgebracht wird, wobei das Material auf jeder Seite in ein mit dem Trennteil verbundenes Metallgitter eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das positive Material unter einem höheren Druck in das Gitter preßt als das negative Material.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das positive Material auf der einen Seite des Trennteiles zunächst unter höherem Druck und dann das negative Material auf der anderen Seite des Trennteiles unter niedrigerem Druck einpreßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Verwendung von pulverförmigem Oxid für die positive Seite und von pulverförmigem Metall für die negative Seite der Elektrode das Oxid unter einem Druck von 700 bis 1400 kg/cm2 und das Metall unter einem Druck von 70 bis 140 kg/cm* einpreßt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019114726B4 (de) Kondensatorunterstützte festkörperbatterie
DE69309986T2 (de) In Batterien verwendbare Zink-Anode
DE60319999T2 (de) Batterie mit erhöhter elektrodenoberfläche und mit erhöhter aktivmaterial-dichte
DE69604329T2 (de) Metall-Luft Zelle mit dünner Wandummantelung von Elektroden
DE69516222T2 (de) Gasdichte Zink-Sekundärbatterie und Zink-Elektrode
DE1596169A1 (de) Metall-Sauerstoff-Element
DE2527768C3 (de) AgO-Zinkzelle, deren Entladung bei einem Potentialwert erfolgt
EP1011163A1 (de) Elektrischer Akkumulator in Form einer Knopfzelle
DE69017270T2 (de) Verschlossene Bleiakkumulatorbatterie mit bipolaren Elektroden.
DE1421623B2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Duplexelektrode
DE2261378B2 (de) Poroese negative kobaltelektrode fuer alkalische akkumulatoren und verfahren zu ihrer herstellung
DE2826780A1 (de) Galvanisches element
DE2349615C3 (de) Galvanische Festelektrolytzelle P.R. Mallory & Co, Ine, Indiana¬
DE3235828C2 (de)
EP3151304A1 (de) Knopfzelle auf lithium-ionen-basis
DE1421623C (de) Verfahren zur Herstellung einer Duplexelektrode
DE102016217369A1 (de) Elektrode mit erhöhtem Aktivmaterialanteil
EP3331073B1 (de) Sekundärzelle, akkumulator umfassend eine oder mehrere sekundärzellen und verfahren zum laden und entladen
DE69104361T2 (de) Sekundäre oder primäre lithiumbatterie.
DE3230249A1 (de) Elektrodenvorrichtung, batteriezelle und verfahren zur verbesserung der umkehrbarkeit einer zelle
DE2250187A1 (de) Bleiakkumulator mit bipolaren elektroden
DE4417732A1 (de) Gasdichter Nickel/Hydrid-Akkumulator vom Rundzellentyp
EP3685459B1 (de) Reversible mangandioxidelektrode, verfahren zu deren herstellung, deren verwendung sowie diese enthaltende, wieder aufladbare alkalische mangan-batterie
DE1596169C3 (de) Metall/Sauerstoff-Zelle
DE2839272A1 (de) Eisen-silber-batterien