DE1596160C

DE1596160C - Process for the production of cadmium electrodes for alkaline batteries by means of an electrolytic deposition of cadmium

Info

Publication number: DE1596160C
Authority: DE
Inventors: David John Vincent Birmingham Kightley Raymond John Olton Warwickshire Keel, (Großbritannien)
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Publication date: 1971-07-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kadmiumelektroden für alkalische Akkumulatoren.The invention relates to a method for producing cadmium electrodes for alkaline Accumulators.

Um Kadmiumelektroden für alkalische Akkumulatoren herzustellen, wurde vorgeschlagen, Kadmium auf ein Gitter elektrolytisch aus einem elektrolytischen Bad abzulagern, das Kadmiumsulfat oder ein anderes lösliches Kadmiumsalz enthält, wonach die Elektrode auf die gewünschte Stärke gepreßt wird.In order to manufacture cadmium electrodes for alkaline storage batteries, it has been proposed to use cadmium to deposit on a grid electrolytically from an electrolytic bath, the cadmium sulfate or a contains other soluble cadmium salt, after which the electrode is pressed to the desired thickness.

Damit die Elektrode eine maximale Porosität erhält, ist es wichtig, daß die Ablagerung des Kadmiums granular erfolgt. Es wurde festgestellt, daß das abgelagerte Kadmium dazu neigt, kristallin zu werden, wennIn order for the electrode to have maximum porosity, it is important that the deposition of cadmium takes place granularly. It has been found that the deposited cadmium tends to become crystalline, if

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1. die Stromdichten bei dem elektrolytischen Verfahren. 35 mA/cm² überschreiten und1. The current densities in the electrolytic process. Exceed 35 mA / cm ² and

2·. wenn die Temperatur der Lösung 30⁰C übersteigt.. 2 ·. if the temperature of the solution ^{exceeds 30 0} C ..

2020th

Es wurde gemäß der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß höhere Stromdichten und eine höhere Temperatur angewendet werden können, ohne daß das abgelagerte Kadmium kristallin wird, wenn Arsen dem elektrolytischen Bad zugesetzt wird.It has been found in accordance with the present invention that higher current densities and higher Temperature can be applied without the deposited cadmium becoming crystalline when arsenic is added to the electrolytic bath.

Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer Kadmiumelektrode, das dadurch ausgezeichnet ist, daß dem elektrolytischen Bad Arsen in gelöster Form zugesetzt wird. Das Arsen wird beispielsweise in Gestalt von Arsentrioxid zugesetzt und soll vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 0,5 g/l vorhanden sein.The present invention resides in a method of making a cadmium electrode which is distinguished by the fact that arsenic is added in dissolved form to the electrolytic bath. The Arsenic is added, for example, in the form of arsenic trioxide and should preferably be added in a proportion of at least 0.5 g / l must be present.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren wurde in einem Ausführungsbeispiel ein elektrolytisches Bad durch Auflösung von 0,5 g Arsentrioxid in kochendem Wasser hergestellt, wonach das Bad auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, dem Bad 50 g Kadmiumsulfat zugesetzt wurde und dann· das Bad auf 1 1 Wasser ergänzt wurde. Das so gewonnene elektrolytische Bad enthielt ein expandiertes Silbersieb als Kathode und eine Elektrode aus Kadmium als Anode. Hierauf wurde das Kadmium aus dem Bad elektrolytisch auf der Kathode abgelagert. Der Vorgang wurde mit einer Stromdichte von einem Bereich von 15 bis 150 mA/cm² ausgeführt, und es wurde in jedem Fall eine poröse granuläre Ablagerung erhalten. Eine befriedigende Ablagerung wurde auch bei Stromdichten bis zu 300 mA/cm- erhalten, und der Vorgang verlief befriedigend bei Temperaturen des Bades bis zu 75° C bei einem pH-Wert zwischen 3 und 5. Nachdem genügend Kadmium auf dem Gitter abgelagert wurde, wird das Gitter aus dem elektrolytischen Bad herausgenommen, in Wasser gewaschen, auf die gewünschte Stärke gepreßt und dann in einem Vakuumofen getrocknet, um die fertigen Kadmiumelektroden herzustellen.According to the present process, in one embodiment, an electrolytic bath was prepared by dissolving 0.5 g of arsenic trioxide in boiling water, after which the bath was cooled to room temperature, 50 g of cadmium sulfate was added to the bath and then the bath was made up to 1 liter of water . The electrolytic bath obtained in this way contained an expanded silver screen as the cathode and an electrode made of cadmium as the anode. The cadmium from the bath was then electrolytically deposited on the cathode. The operation was carried out with a current density ranging from 15 to 150 mA / cm ² , and a porous granular deposit was obtained in each case. A satisfactory deposit was also obtained at current densities up to 300 mA / cm-, and the process proceeded satisfactorily at bath temperatures up to 75 ° C at a pH between 3 and 5. After sufficient cadmium has been deposited on the grid, it is the grid was removed from the electrolytic bath, washed in water, pressed to the desired thickness, and then dried in a vacuum oven to produce the finished cadmium electrodes.

Die Adhäsion von Kadmium zum Gitter kann durch Ablagerung des Kadmiums aus einer Lösung von Kadmiumsulfat, Arsentrioxid und/oder Natriumsulfat oder" Ammoniumsulfat verbessert werden. In 6σ dem Fall, in dem die Lösung Natriumsulfat enthält, muß der pH-Wert der Lösung vorzugsweise in dem · Bereich von 3 bis 6 aufrechterhalten werden. Jedoch bei Benutzung einer Lösung, die Ammoniumsulfat enthält, kann der obere Bereich des pH-Wertes bis ZB 7,5 angehoben werden.The adhesion of cadmium to the grid can be caused by deposition of the cadmium from a solution of cadmium sulfate, arsenic trioxide and / or sodium sulfate or "ammonium sulfate. In 6σ in the case where the solution contains sodium sulphate, the pH of the solution must preferably be in the Range 3 to 6 can be maintained. However, when using a solution containing ammonium sulfate contains, the upper range of the pH value can be raised to, for example, 7.5.

Nachstehend werden zwei typische elektrolytische Bäder angegeben, in denen die einzelnen Bestandteile in Gramm je Liter angegeben sind:Below are two typical electrolytic baths in which the individual components in grams per liter are given:

II. IIII Kadmiumsulfat Cadmium sulfate 50
0,5
5050
0.5
50 25
0,525th
0.5 Arsentrioxid Arsenic trioxide 7575 Natriumsulfat Sodium sulfate Ammoniumsulfat Ammonium sulfate

Beim Verwenden der Lösung II wurden in einem Bereich der Stromdichten von 90 bis 450 mA/cm- bei einer Temperatur bis zu 102° C befriedigende Ergebnisse erhalten, wonach die Ablagerungen von Kadmium mit einem Druck von 0,703 bis 1,055 kg/cmgcpreßt wurden, so daß eine Kadmiumelektrode mit einer Porosität von 94% erhalten wurde.When using solution II, the current densities were in a range from 90 to 450 mA / cm- at Satisfactory results at a temperature of up to 102 ° C obtained, after which the deposits of cadmium are pressed at a pressure of 0.703 to 1.055 kg / cm so that a cadmium electrode having a porosity of 94% was obtained.

Die Lösung I kann unter gleichen Bedingungen wie die Lösung II verwendet werden, jedoch muß der pH-Wert in dem Bereich von 3 bis 6 aufrechterhalten werden.The solution I can be used under the same conditions as the solution II, but the pH in the range of 3 to 6 can be maintained.

Nach der elektrolytischen Ablagerung werden die Gitter weiterbehandelt wie im ersten Beispiel, mit Ausnahme, daß, wenn die Lösung Ammoniumsulfat enthält, die Elektroden vor dem Waschen vorzugsweise in eine 2^u/oige Schwefelsäure eingetaucht werden.After electrolytic deposition, the grids are treated further as in the first example except that when the solution contains ammonium sulphate, the electrodes are preferably immersed prior to washing in a 2 ^u / o sulfuric acid.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of cadmium electrodes for alkaline batteries by means of an electrolytic deposit of cadmium on a grid from an electrolytic bath, containing a soluble cadmium salt, with subsequent pressing of the electrode to the desired one Starch, characterized in that arsenic is added in dissolved form to the bath will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the arsenic in the form of arsenic trioxide is admitted. "

'3. Method according to claim 2, characterized in that that the pH of the solution is maintained between 3 and 5.

4. The method according to claim 2, characterized in that the solution also still Contains sodium sulphate.

5. The method according to claim 2, characterized in that that the solution also contains ammonium sulfate.

6. The method according to claim 4, characterized in that that the pH of the solution is between 3 and 6.

7. The method according to claim 5, characterized in that the pH of the solution between 3 and 7.5.

8. The method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the deposition at temperatures up to 102 ⁰ C and: 'at current densities between 90 and 450 mA / cm ^{2 is} carried out.

.9. Method according to one of claims t to 8 ,. characterized in that the arsenic is present as arsenic trioxide in a weight ratio of at least 0.5 g / f.