DE150620C

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Publication number: DE150620C
Application number: DENDAT150620D
Authority: DE

Description

PATENTAMT.

- JV* 150620 KLASSE 21 b.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, um aus reinem Blei bestehende positive Polelektroden für elektrische Stromsammler (Plante-Elektroden) schnell zu formieren.

Bekanntlich ist es praktisch nicht angängig, derartige Elektroden durch andauerndes Hindurchleiten von Strom zu formieren, weil die Kapazität zu langsam zunimmt. Um die

ίο .Formierung- zu beschleunigen, muß man den Sammler vielfach abwechselnd laden und entladen bezw. die Stromrichtung häufig wechseln. Es hat sich nun gezeigt, daß das Bleisuperoxyd infolge seiner dichten Struktur die Ursache ist, welche die elektrolytische Einwirkung auf das darunterliegende Blei hindert.

Aus dieser Beobachtung ergibt sich naturgemäß, daß, wenn sich die Bildung von Bleisuperoxyd auf einer in der Formierung begriffenen positiven Polelektrode irgendwie hindern läßt, schnell eine Schicht von Bleioxyd von einer solchen Stärke erhalten werden kann, daß die Platte, auf welcher die Reaktionen verlaufen, nach Überführung des Oxydes in Superoxyd die erforderliche Kapazität besitzt. Es ist nur erforderlich, dafür zu sorgen, daß die Oxydbildung bis in genügend tiefe Schichten der Platte eindringen kann.

Zur Verhinderung der Superoxydbildung ist bisher die Verwendung niedrig gespannter Ströme vorgeschlagen worden, welche indessen insofern unvorteilhaft ist, als dabei Oxyde erhalten werden, welche schlecht an den Platten anhaften.

Dagegen besteht das Verfahren,, welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, darin, daß die Formierungszellen mit einem Elektrolyten aus Schwefelsäure von etwa 3⁰B. (spez. Gewicht 1,0212) gefüllt und während des Hindurchleitens des Stromes absatzweise kleine Mengen eines Körpers hinzugefügt werden, welcher die Bildung von Bleisuperoxyd verhindert.

Dieser Zusatz muß, um praktisch verwendet werden zu können,

1. in Wasser löslich sein und durch Schwefelsäure nicht gefällt werden,

2. Bleisuperoxyd reduzieren,

3. keine Substanzen enthalten, welche die Dauerhaftigkeit der Platten schädlich beeinflussen,

4. keine Entwicklung von Gasen hervorrufen, welche Übelkeit erregen oder sonst giftig oder schädlich auf den Arbeiter wirken,

5. billig und in der Handhabung ungefährlich sein und keine besonderen Einrichtungen erfordern, welche die Zusammenstellung, Aufstellung und Überwachung der Formierungsbatterien weniger einfach machen.

Als Körper, welche diese verschiedenen Bedingungen erfüllen, haben sich nun gewisse Kohlenstoffverbindungen erwiesen, und zwar sowohl sauerstoffhaltige als sauerstofffreie, welche löslich sind und Reduktionsvermögen besitzen. . '.'"

Besonders gute Resultate sind mittels Glukose und Oxalsäure erzielt worden.

Oxalsäurehaltige Elektrolyse sind allerdings auch schon früher bei der Formierung von Elektrodenplatten verwendet worden. Es hat

sich jedoch dabei teils um gepastete Elektroden gehandelt, bei welchen gegenüber der an sich schon infolge der Porosität der Oxydpaste so wesentlich abgekürzten Formierungsdauer keine wesentliche Beschleunigung der Formierung in Frage kommt, teils ist hier wie in den Fällen, in denen oxalsäurehaltige Electrolyte bei der Formierung von Plante-Elektroden verwendet worden sind,

ίο nur mit einer von vornherein die gesamte Oxalsäuremenge enthaltenden Lösung gearbeitet worden, was keine genügend tiefgehende Veränderung der Plattenoberfläche erzielen läßt und außerdem leicht zu Zer-' Setzungen Anlaß gibt.

Das neue Verfahren wird in folgender Weise ausgeführt.

Wenn'beispielsweise mittels eines Zusatzes von Glukose die positiven Polelektroden für eine Zelle von 360 Amperestunden Kapazität formiert werden sollen, so kann unter Verwendung einer Gesamtmenge von etwa 1,8 kg Glukose folgendermaßen verfahren werden. Die Formierung wird in dem oben beschriebenen Elektrolyten aus verdünnter Schwefelsäure begonnen, wobei sich nach sehr kurzer Zeit an den positiven Polelektroden (als negative Elektroden sollen gepastete Elektroden zur Verwendung kommen) eine rötliche Färbung zeigt, welche von der beginnenden Bildung von Bleisuperoxyd herrührt.

Es werden alsbald 360 g Glukose hinzugesetzt, wodurch das Bleisuperoxyd zu Bleioxyd reduziert wird und die Klemmenspannung der Zellen von 2,5 bis 2,6 Volt auf 2,2 Volt fällt. Das Bleioxyd ist für die bei der Elektrolyse entstehenden Gase durchlässig und diese können daher auf die dar- unterliegende Bleischicht einwirken.

• In dem Maße, wie die Glukose zur Reduktion des Bleisuperoxydes verbraucht wird, nimmt die Spannung zu und beträgt nach etwa 24 Stunden wiederum 2,5 bis 2,6 Volt, .; 45 wobei gleichzeitig wiederum eine Bleisuperoxydbildung zu bemerken ist. Darauf werden wiederum 360 g Glukose hinzugesetzt, wobei sich dieselben Erscheinungen wiederholen. Nach fünfmaliger Wiederholung mit je 24 Stunden Zwischenraum ist die Operation beendet.

Es findet also eine Veränderung der Bleioberfläche in der Weise statt, daß sich zunächst unter Volumenvermehrung Bleioxyd und alsdann unter abermaliger Volumenvermehrung Bleisuperoxyd bildet, welch letztere Volümenvermehrung durch die Reduktionswirkung wiederum rückgängig gemacht wird. Es gehen also dieselben Veränderungen vor sich, welche die Platte während des Betriebes erleidet, und zwar mit häufiger Wiederholung, und durch diese Volumenveränderungen erhält man eine Bleioberfläche von denkbar größter Porosität, die also bei nachherigem Gebrauch in dem gewöhnlichen Schwefelsäureelektrolyten sehr schnell in Bleisuperoxyd übergeht.

Die so erhaltene Platte braucht nur in dem gewöhnlichen Schwefelsäureelektrolyten 20 bis 50 Stunden in normalem Betrieb geladen zu werden, um.das Bleioxyd in Bleisuperoxyd überzuführen.

W^Tenn . man das Reduktionsmittel nicht in kleinen Mengen hinzufügt, sondern von vornherein die ganze Masse zusetzt, so findet keine Bleisuperoxydbildung statt, sondern es bildet sich einfach Bleioxyd, so daß nur eine einmalige Volumenvermehrung stattfindet. Die Porosität ist also eine sehr viel geringere und bei der weiteren Formierung in dem gewohnlichen Schwefelsäureelektrolyten wird eine sehr viel dünnere Superoxydschicht erhalten, wie dies auch bei den älteren Verfahren der Fall ist.

Wenn man die positive Polelektrode vorher mit einem Salpetersäurebad, wie es Plante empfohlen hat, behandelt, wobei der Salpetersäure etwas Schwefelsäure zugesetzt werden kann, so kann gemäß vorliegender Erfindung die vollständige Formierung der Platten in 4 bis 5 Tagen genau mit derselben Leichtigkeit und unter denselben Bedingungen wie bei gepasteten Elektroden beendet werden.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zur Formierung von positiven Polelektroden nach Plante, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abkürzung der Formierungsdauer die reinen Bleiplatten in einem Elektrolyten aus verdünnter Schwefelsäure vorformiert werden , welchem zur Reduktion des entstehenden Bleisuperoxydes absatzweise in kleinen Mengen oxydierbare Kohlenstoffverbindungen, wie Glukose, Oxalsäure usw. zugesetzt werden, worauf die so vorformierten Platten in bekannter Weise in einem gewöhnlichen Schwefelsäureelektrolyten weiterformiert werden.