DE1671939B2 - DOUBLE POROUS PLATE ELECTRODE FOR ACCUMULATORS, IN PARTICULAR FOR ALKALINE NICKEL-CADMIUM ACCUMULATORS - Google Patents
DOUBLE POROUS PLATE ELECTRODE FOR ACCUMULATORS, IN PARTICULAR FOR ALKALINE NICKEL-CADMIUM ACCUMULATORSInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine doppelporöse Plattenelektrode für Akkumulatoren, insbesondere für die Herstellung dicker negativer Kadmiumplatten für alkalische Nickel-Kadmium-Akkumulatoren.The invention relates to a double-porous plate electrode for accumulators, in particular for the production of thick negative cadmium plates for alkaline nickel-cadmium batteries.
Aus der deutschen Patentschrift 899 214 ist eine Akkumulatorenzelle mit Plattenelektroden bekannt, deren positive Elektrode aus einer porösen Metallfolie besteht, in deren Oberflächenporen Nickel- oder Kobalthydroxid eingelagert ist und deren negative Elektrode aus Zinkfolie mit feinporig vergrößerter Oberfläche in Gestalt einer porösen Zinkschicht besteht. Des weiteren sind aus der französischen Patentschrift 1 348 135 und der britischen Patentschrift 1024 371 Plattenelektroden für alkalische Nickel-Kadmium-Zellen bekannt, die durch Umsintern eines galvanisch erzeugten und gereckten Metallgitters, insbesondere eines Nickelgitters, hergestellt werden.An accumulator cell with plate electrodes is known from German patent specification 899 214, whose positive electrode consists of a porous metal foil, in whose surface pores nickel or Cobalt hydroxide is embedded and its negative electrode is made of zinc foil with enlarged fine pores Surface in the form of a porous zinc layer. Furthermore are from the French patent specification 1 348 135 and British Patent 1024 371 plate electrodes for alkaline nickel-cadmium cells known that by re-sintering a galvanically generated and stretched metal lattice, in particular a nickel grid.
ίο Des weiteren wird in der französischen Patentschrift 350 098 ein Verfahren zum Herstellen von Akkumulatorenplatten beschrieben, bei dem eine dünne Schicht einer aktiven Masse auf einem leitfähigen Träger, beispielsweise einem Metallgewebe oder einer perforierten Metallfolie abgelagert wird. Schließlich sind auch doppelporöse Elektroden und Träger bekannt; so wird in der schweizerischen Patentschrift 278 111 ein Träger aus einem Poren aufweisenden, tragenden Grobskelett beschrieben, dessen Bestandteile an ihren Berührungsstellen mechanisch fest miteinander verbunden sind und dessen Poren mindestens teilweise mit einem feinporigen, elektrisch leitenden Feinskelett ausgefüllt sind. Die britische Patentschrift 848 706 bezieht sich dagegen auf ein Verfahren zum Herstellen doppelporöser Elektroden, bei dem äußerlich angeschmolzene Teilchen in zwei übereinanderliegenden Schichten unterschiedlicher Dichte auf einen Träger aufgebracht werden.ίο Furthermore, in the French patent specification 350 098 describes a method for producing accumulator plates, in which a thin layer of an active material on a conductive support, for example a metal mesh or a perforated metal foil is deposited. Finally, there are also double-pore electrodes and Carrier known; for example, in Swiss patent specification 278 111, a carrier made of a pore-containing, load-bearing gross skeleton described, its components mechanically at their points of contact are firmly connected and whose pores are at least partially covered with a fine-pored, electrically conductive fine skeleton are filled. British patent 848 706 refers to it to a method for producing double-pore electrodes in which externally fused particles applied in two superimposed layers of different densities on a carrier will.
Ausgehend von dem vorerwähnten Stande der Technik, besteht die Erfindung in einer doppelporösen Plattenelektrode, die aus einem Stapel galvanisch hergestellter und gereckter, in Parallelschaltung leitend miteinander verbundener Metallgitter besteht, deren jedes mit einer festhaftenden porösen Schicht aus galvanisch niedergeschlagenem Metall versehen und deren Doppelporosität durch die beim Stapeln der Gitter erzeugten Taschen und die innerhalb der porösen Metallschicht befindlichen feinen Poren gebildet ist.Based on the aforementioned prior art, the invention consists in a double-pore structure Plate electrode, which is made from a stack of galvanically produced and stretched, conductive in parallel interconnected metal grids, each with a firmly adhering porous layer made of electroplated metal and their double porosity due to the stacking pockets created by the lattice and the fine pores located within the porous metal layer is.
Die Gitter können dabei aus jedem Metall bestehen, das in dem Elektrolyten beständig ist, für den die Elektrodenplatte verwendet werden soll. Nach dem Recken wird das Gitter vorzugsweise mit demjenigen Metall überzogen, aus dem es selbst besteht, um die Form des gereckten Gitters festzulegen und ihm eine größere Steifigkeit zu verleihen. Eine erfindungsgemäße Platte kann durch eine entsprechende Anzahl Gitter auf die gewünschte Dicke gebracht werden, wobei die Gitter vorzugsweise miteinander verbunden sind und durch Verschweißen an ihren Kanten in leitender Verbindung untereinanderstehen. Die anhaftende poröse Metallschicht sollte vorzugsweise vor dem Verbinden der Gitter miteinander auf die Einzelgitter aufgebracht werden. Geschieht dies nicht, läßt sich keine Elektrodenplatte mit über ihre Dicke unterschiedlicher Stärke der porösen Metallschicht herstellen, so daß einige nachfolgend erläuterte Vorteile verlorengehen.The grid can consist of any metal that is stable in the electrolyte for the the electrode plate is to be used. After stretching, the lattice preferably becomes with that Plated metal of which it is itself made to define the shape of the stretched lattice and to give it greater rigidity. A plate according to the invention can be replaced by a corresponding Number of grids can be brought to the desired thickness, the grids preferably with one another are connected and are in a conductive connection to one another by welding at their edges. The adherent porous metal layer should preferably be applied prior to joining the grids together can be applied to the individual grids. If this does not happen, no electrode plate can be left over make their thickness of different thickness of the porous metal layer, so some explained below Advantages are lost.
Die Neigung des niedergeschlagenen Metalls zur Diffusion von innen nach außen wird dann verringert, wenn die Gitter aus einem Metall hoher Leitfähigkeit bestehen, so daß sich ein Spannungsausgleich an der Oberfläche jedes Gitters ergibt, wenn Strom aus der Platte abgezapft oder auf die Platte gegeben wird. Das bedeutet gleichzeitig, daß die elektrochemischen Reaktionen bei den Platten in größerer Tiefe stattfinden. Ein Spannungsausgleich läßt sichThe tendency of the deposited metal to diffuse from the inside out is then reduced, if the grids are made of a metal of high conductivity, so that a voltage equalization on the surface of each grid when electricity is drawn from the plate or applied to the plate will. This also means that the electrochemical reactions in the plates are greater Depth take place. A tension equalization can be
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in gesinterten Platten nicht erreichen, da der Unter- sung nach dem McHenry-Verfahren in aktives Nikschied der spezifischen Leitfähigkeit zwischen dem keloxid umgewandelt, dem sich ein Lade- und Entkompakten Gittermetall und der porösen Sinter- lade-Zyklus in konzentrierter Kaliumkarbonat-Löschicht beträchtlich ist und in der Größenordnung sung nach dem Okinaka-Verfahren anschließt. Ein von mindestens 10:1 liegt. 5 hinsichtlich des Nickels wirtschaftlicheres Verfahrencannot be achieved in sintered plates, since the analysis according to the McHenry process is in active Nikschied the specific conductivity between the keloxid converted, which is a loading and uncompacting Lattice metal and the porous sinter-charging cycle in a concentrated potassium carbonate dissolving layer is considerable and of the order of magnitude of the Okinaka process. A of at least 10: 1. 5 more economical process with regard to nickel
Die erfindungsgemäße Platte besitzt des weiteren besteht darin, daß mehrere gereckte Nickelgitter mit
eine durchgehende Doppelporosität. Große Poren Nickelpulver beschichtet und bei niedriger Temperawerden
in der Platte durch die sich beim Stapeln der tür, beispielsweise 500° C, gesintert werden. Die
Gitter ergebenden Taschen gebildet. Eine feine Poro- Gitter können dann zu einer Platte verbunden wersität
ergibt sich dagegen innerhalb der porösen Me- io den, die bei einer höheren Temperatur von beispielstallschicht,
die die Wände der großen Poren bzw. Ta- weise 700° C gesintert wird. Dabei entsteht eine in
sehen bilden. Die doppelt poröse Struktur der erfin- sich feste Nickelplatte aus der eine Nickeloxidelekdungsgemäßen
Platte gestattet es dem Elektrolyten, trode, beispielsweise durch anodische Oxydation in
rasch in die großen Poren und von diesen aus in die einer Lösung von Natriumbikarbonat hergestellt werfeinen
Poren der porösen Metallschicht einzudringen. 15 den kann, der sich eine Behandlung in einer Lösung
Eine elektrochemische Reaktion findet aktiv in der von Kaliumkarbonat anschließt,
gesamten Platte, d.h. in einem Labyrinth großer Po- Wie bereits erwähnt, eignet sich das erfindungsgeren
statt, von denen aus sich feine Poren in alle mäße Verfahren insbesondere zum Herstellen von
Richtungen erstrecken. Eine derartige Doppclporosi- Kadmiumplatten. Bei alkalischen Nickel-Kadmiumtät
verringert auch die Wanderung des abgeschiede- 20 Zellen werden gewöhnlich mit Taschen versehene
nen Metalls, da sie elektrochemische Änderungen in Platten als negative Elektroden verwandt, die, wie
einer größeren Tiefe der Platte während des Ladens bei der Jungner-Zelle, aus gelochtem Stahlband her-
und Entladens gestattet, als dies in gesinterten Plat- gestellt werden können, das mit Nickel überzogen
ten mit einer einfachen feinporösen Struktur möglich und in Wasserstoff geglüht ist. Die Taschen werden
ist. 25 mit Kadmiumoxid CdO oder Kadmium-HydroxidThe plate according to the invention further consists in that several expanded nickel grids with a continuous double porosity. Large pores are coated with nickel powder and at a low temperature in the plate through which the door is sintered when the door is stacked, for example 500 ° C. The lattice-yielding pockets are formed. A fine porous lattice can then be connected to form a plate, on the other hand, within the porous media, which is sintered at a higher temperature of, for example, the walls of the large pores or sometimes 700 ° C. This creates a form of seeing. The double-porous structure of the nickel plate, which is solid according to the invention, allows the electrolyte to penetrate rapidly, for example by anodic oxidation, into the large pores and from these into the pores of the porous metal layer made from a solution of sodium bicarbonate. 15 who can undergo a treatment in a solution An electrochemical reaction takes place actively in that of potassium carbonate,
entire plate, ie in a labyrinth of large po- As already mentioned, the invention is suitable instead, from which fine pores extend in all moderate methods, in particular for producing directions. Such a double porosi cadmium plate. Alkaline nickel-cadmium also reduces the migration of the deposited metal cells, since they use electrochemical changes in plates as negative electrodes, which, like a greater depth of the plate during charging in the Jungner cell, also reduce the migration of the deposited metal. made of perforated steel strip and unloading is permitted, as this can be done in sintered plates, which can be coated with nickel with a simple, fine-pored structure and annealed in hydrogen. The bags will be is. 25 with cadmium oxide CdO or cadmium hydroxide
Vorzugsweise besitzen die bei der Platte innenlie- Cd(OH)2 gefüllt, das anschließend elektrolytisch zuPreferably, the inside of the plate have Cd (OH) 2 filled, which is then electrolytically closed
genden Gitter eine dickere Schicht niedergeschlage- metallischem Kadmiumschwamm reduziert wird,a thicker layer of metallic cadmium sponge is deposited on the lattice,
nen Metalls, als die weiter außen liegenden Gitter, so Eine derartige Platte besitzt jedoch nicht die Cha-metal than the grids further out. Such a plate, however, does not have the cha-
daß die Schichtdicke des nieijergeschlagenen Metalls rakteristika einer positiven Sinterplatte, d. h., ihre Le-that the layer thickness of the never-beaten metal characteristics of a positive sintered plate, d. i.e., their life
von innen nach außen abnimmt. Eine derartige Ver- 30 bensdauer bzw. die Zahl der Lade- und Entlade-Zy-decreases from the inside out. Such a duration or the number of charging and discharging cycles
ringerung der Schichtdicke des niedergeschlagenen klen ist wesentlich geringer als diejenige einer positi-reduction of the layer thickness of the deposited clink is considerably less than that of a positive
Metalls kompensiert in starkem Maße jede mögliche ven Sinterplatte. Zahlreiche Versuche werden ange-Metal compensates to a large extent for any possible ven sintered plate. Numerous attempts are made
Metallwandung von innen räch außen, so daß die stellt, um negative Sinterplatten durch AbschneidenMetal wall from the inside reveals the outside, so that the represents to negative sintered plates by cutting off
Gefahr eines völligen Entfemens des abgeschiedenen einer dünnen Schicht metallischem Kadmiums aufRisk of complete removal of the deposited thin layer of metallic cadmium
Metalls aus der Plattenmitte verringert oder auch 35 den inneren Porenoberflächen eines porösen KörpersMetal from the center of the plate or the inner pore surfaces of a porous body
ganz beseitigt wird. Demzufolge wird bei der erfin- aus gesintertem Kupfer abzuscheiden. Diese Ver-is completely eliminated. As a result, sintered copper is deposited with the invention. This ver
dungsgemäßen Platte das Innere nicht inaktiv, so daß suche führten jedoch nicht zu einem vollen Erfolg,according to the plate, the interior is not inactive, so that searches did not lead to complete success,
sie eine hohe Lebensdauer, d. h. eine hohe Anzahl Die Lebensdauer einer derartigen Platte ist ebenfallsthey have a long service life, d. H. a high number The life of such a plate is also
von Lade- und Entlade-Zyklun, besitzt. geringer als diejenige einer mit Taschenplatte dersel-of charge and discharge cycle. lower than that of one with a pocket plate
Insgesamt besitzt die erfindungsgemäße Platte eine 40 ben Dicke, da sich eine stärkere Wandung des Kad-Overall, the plate according to the invention has a 40 ben thickness, since a thicker wall of the Kad-
bessere Stromverteilung im Platteninnern, eine ver- miummetalls mit einem entsprechenden Verlust anbetter current distribution inside the plate, a vermiummetalls with a corresponding loss
ringerte Neigung des aktiven niedergeschlagenen Me- aktiver Oberfläche ergibt. Es ist nicht möglich, dendecreased inclination of the active precipitated me- more active surface results. It is not possible that
tails zur Wanderung und damit eine bessere Lade- porösen Teil der Platte mit Kadmium in zufrieden-tails to hike and thus a better loading-porous part of the plate with cadmium in satisfied-
und Entladecharakteristik sowie eine größere Le- stellender Weise zu überziehen, so daß es demzufolgeand discharge characteristics, as well as a greater number of places to coat, so that it accordingly
bensdauer bzw. eine größere Anzahl von Lade- und 45 als unmöglich galt, die elektrochemische Reaktionlongevity or a larger number of charging and 45 was considered impossible, the electrochemical reaction
Entlade-Zyklen als übliche E.ektrodenplatten. einer Zelle mit derartigen negativen Platten umzu-Discharge cycles than usual electrode plates. a cell with such negative plates.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für kehren, ohne Kupfer in den Elektrolyten zu bringen, die Herstellung von Zinkplatten, die vorzugsweise wodurch die Leistungsfähigkeit der Zelle beeinträch-Gitter aus zinkplattiertem, gerecktem Nickel oder tigt wird. Außerdem ist die Wirkung der elektrocheeinem anderen Metall besitzen, das durch den Elek- 50 mischen Reaktionen bei der Bildung aktiver Massen trolyten nicht angegriffen wird, für den die Zinkplat- innerhalb der feinen Poren einer gesinterten Platte ten vorgesehen sind. In diesem Falle wird auf dem gering, so daß die Platte viele Male in die verschiede-Gitter Zink abgeschieden. Zink kann in Gestalt einer nen Lösungen eingetaucht werden muß, um eine anporösen Schicht aus einer Losung von Kaliumzinkat, nehmbarc Menge des erforderlichen Niederschlags beispielsweise aus einer Lösung von 25 bis 30 g/l 55 an Kadmiumhydroxid zu erzeugen. Die Herstellung Zinkoxyd in 25gewichtspro;:entigem wäßrigem Ka- derartiger Platten ist daher mit hohen Kosten verliumhydroxid bei Raumtemperatur und einer Katho- bunden.The inventive method is suitable for sweeping without bringing copper into the electrolyte, the manufacture of zinc plates, preferably thereby reducing cell performance made of zinc-plated, expanded nickel or tigt. Also, the effect of the electrochemical one have another metal that is produced by the elec- trical reactions in the formation of active masses Trolyte is not attacked for the zinc plat- within the fine pores of a sintered plate th are provided. In this case it will be on the low, so that the plate many times in the different grids Zinc deposited. Zinc can be immersed in the form of a solution that has to be immersed in order to be partially porous Layer of a solution of potassium zincate, acceptable amount of precipitation required for example from a solution of 25 to 30 g / l 55 of cadmium hydroxide. The production Zinc oxide in 25 per cent by weight of aqueous caustic plates of this type is therefore lithium hydroxide at high cost at room temperature and one cathode.
denstromdichte von 1 A/dir2 abgeschieden werden. Bei der Herstellung einer alkalischen Nickel-Kad-Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch mium-Zelle mit hoher Kapazität je Volumeneinheit auch zum Herstellen von Nickelplatten, da ein ge- 60 der Platte sollten dicke Platten verwendet werden, recktes Nickelgitter leicht mit Nickelpulver umgesintert vorausgesetzt, daß die Zelle nicht hohe Entladungswerden kann. Derartige Nickelgitter können in Gitter raten besitzen muß. Eine positive Sinterplatte aus mit aktivem Nickeloxid, NiO(OH), umgewandelt Nickel kann etwa 4 mm dick sein, bei einer negativen werden. Auf diese Weise können Nickeloxidelektro- Sinterplatte dieser Dicke ist es jedoch sehr schwierig, den aus einem Stapel aktivierter Gitter hergestellt 65 das Kadmium in den zuinnerst liegenden Zonen zuwerden. Die porös gesinterte Nickelschicht wird vor- rückzuhalten. Negative Kadmiumplatten großer zugsweise durch kathodische i Imprägnieren mit Nik- Dicke nach der Erfindung besitzen Eigenschaften kelhydroxid aus einer konzentrierten Nickelnitratlö- einschließlich einer großen Zahl von Lade-Entlade-the current density of 1 A / dir 2 can be deposited. In the production of an alkaline nickel cad- The method according to the invention is, however, also suitable for the production of nickel plates with a high capacity per unit volume, since thick plates should be used, provided that the nickel lattice is slightly re-sintered with nickel powder, that the cell cannot become highly discharged. Such nickel grids may have to have in grids. A positive sintered plate made from nickel converted with active nickel oxide, NiO (OH), can be about 4 mm thick, with a negative one. In this way, nickel oxide electro-sintered plates of this thickness are very difficult to get the cadmium in the innermost zones made from a stack of activated grids. The porous sintered nickel layer is held back. Negative cadmium plates large, preferably by cathodic i impregnation with Nik thickness according to the invention have properties kelhydroxid from a concentrated nickel nitrate solution including a large number of charge-discharge
Zyklen, die ganz oder im wesentlichen den Eigenschaften positiver Platten großer Dicke aus gesintertem Nickel entsprechen.Cycles which wholly or essentially correspond to the properties of positive plates of great thickness made of sintered Nickel match.
Eine erfindungsgemäße Kadmiumplatte wird vorzugsweise unter Verwendung eines Kupfergitters hergestellt. Ein galvanisch erzeugtes Kupferblech mit einer Dicke von 30 bis 50 Mikron kann auf eine einheitliche Dicke von etwa 0,5 mm gereckt werden. Drei dieser Bleche können dann zu einem etwa 1 mm dicken Paket vereinigt werden. Beträgt die Plattendicke 4 mm, so besteht das Paket aus 13 Blechen der vorerwähnten Dicke.A cadmium plate according to the invention is preferably made using a copper grid. An electroplated copper sheet with a thickness of 30 to 50 microns can be applied to a uniform Thickness of about 0.5 mm can be stretched. Three of these sheets can then be about 1 mm thick package. If the panel thickness is 4 mm, the package consists of 13 sheets of the aforementioned thickness.
Vorzugsweise wird das metallische Kadmium auf den gereckten Metallgittern als Kadmiumschwamm abgeschieden, vorteilhafterweise im Anschluß an ein galvanisches Überziehen mit hartem Kadmium aus einem Zyanid- oder Fluorboratbad. Das anschließende Abscheiden von Kadmiumschwamm kann nach verschiedenen bekannten Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann nach der USA.-Patentschrift 2 616 939 pastöses Kadmiumoxid in das Gitter gepreßt, getrocknet und anschließend kathodisch in einer Lösung aus Kaliumhydroxid in Kadmiumschwamm umgewandelt werden. Das Gitter kann jedoch auch unter Strom als Kathode entsprechend dem Verfahren nach der britischen Patentschrift 1 061 463 in eine wäßrige Lösung von Kadmiumchlorid eingetaucht werden. Schließlich kann das Gitter als Kathode in eine Lösung von Kadmiumsulfat eingetaucht werden, wobei ein Strom zwischen dem Gitter und einer Kadmiumanode fließt. Wichtig ist dabei, daß jede Oxydation des Kadmiumschwamms während des Waschens und Trocknens sowie eine Temperaturerhöhung über 80 bis 90° C vermieden wird.The metallic cadmium is preferably used as a cadmium sponge on the stretched metal grids deposited, advantageously following a galvanic coating with hard cadmium a cyanide or fluoroborate bath. The subsequent deposition of cadmium sponge can be done by various known methods. For example, according to the USA 2 616 939 pasty cadmium oxide pressed into the grid, dried and then cathodically in a solution of potassium hydroxide can be converted into cadmium sponge. However, the grid can also under current as cathode according to the method according to the British patent specification 1,061,463 are immersed in an aqueous solution of cadmium chloride. Finally, the grid can be immersed as a cathode in a solution of cadmium sulfate, with a current flowing between the grid and a cadmium anode flows. It is important that any oxidation of the cadmium sponge Avoided during washing and drying and a temperature increase above 80 to 90 ° C will.
Es ist bekannt, daß sich beim gleichzeitigen Niederschlagen von Kadmium und bestimmten anderen Metallen ein Niederschlag in Form einer kadmiumreichen Legierung ergibt, der besondere Vorteile besitzt. So verhindert ein Nickelgehalt des Kadmiumschwamms bis 20% ein Kristallwachstum, während sehr geringe Mengen anderer Metalle, wie Thallium, Selen und Silber, die Beweglichkeit der Kadmiumionen in Kadmiumhydroxid erhöhen und auf diese Weise ein weitergehendes Entladen der Platte gestatten. Jedes dieser Metalle kann zusammen mit dem Kadmium durch Zugabe entsprechender Metallionen zum Elektrolyten und Verwendung einer zusätzlichen Anode aus dem betreffenden Metall abgeschieden werden, wobei die Menge des abgeschiedenen Zusatzmetalls leicht durch Wahl der auf die verschiedenen Anoden gegebenen Ströme eingestellt werden kann.It is known that when cadmium and certain others Metals a deposit in the form of a cadmium-rich alloy results, which has particular advantages owns. A nickel content of up to 20% in the cadmium sponge prevents crystal growth while very small amounts of other metals, such as thallium, selenium and silver, reduce the mobility of cadmium ions in cadmium hydroxide, thus allowing the plate to continue unloading. Each of these metals can be combined with the cadmium by adding appropriate metal ions for the electrolyte and using an additional anode from the metal in question The amount of additional metal deposited can be easily changed by choosing the one on the various Currents given to anodes can be adjusted.
Der Aufbau einer Platte aus einem Stapel von Einzelgittern erfolgt vorzugsweise durch Zusammenpressen der Gitterkanten, dem sich beispielsweise ein Punktschweißen der Kanten anschließt, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Gittern herzustellen. Die Außenflächen des Gitterstapels können beim Pressen dadurch geschützt werden, daß der Stapel zwischen zwei mit Nuten versehenen galvanisch hergestellten Kupferblechen mit einer Dicke von beispielsweise 0,1 mm angeordnet werden, die mit einer beispielsweise 3 bis 5 Mikron dicken Kadmiumschicht überzogen sind. Ein geeignetes Nutenblech besitzt beispielsweise eine freie Oberfläche von 40 °/o, eine Nutengröße von 0,32 X 1,92 mm und ein Flächengewicht von 160 g/m2. Die Nuten sind rechtwinklig angeordnet und verlaufen zickzackförmig, um das Blech nicht übermäßig zu schwächen. Die galvanische Herstellung wird durch Abscheiden von Kadmium von einer Elektrode nur auf einer Seite des Bleches vorgenommen, so daß die Nuten des überzogenen Blechs auf der einen Seite größer sind als auf der anderen Seite des Blechs. Der Gitterstapel wird zwischen zwei solchen Blechen angeordnet, deren jedes so angeordnet ist, daß die größeren NutenseitenThe construction of a plate from a stack of individual grids is preferably carried out by pressing the grid edges together, followed by spot welding of the edges, for example, in order to establish electrical contact between the grids. The outer surfaces of the grid stack can be protected during pressing by placing the stack between two grooved electroplated copper sheets with a thickness of 0.1 mm, for example, which are coated with a cadmium layer, for example 3 to 5 microns thick. A suitable grooved plate has, for example, a free surface of 40%, a groove size of 0.32 × 1.92 mm and a weight per unit area of 160 g / m 2 . The grooves are arranged at right angles and run in a zigzag shape so as not to unduly weaken the sheet metal. Electroplating is done by depositing cadmium from an electrode on only one side of the sheet so that the grooves in the coated sheet are larger on one side than on the other side of the sheet. The grid stack is arranged between two such sheets, each of which is arranged so that the larger groove sides
ίο außen liegen. Anschließend werden die einzelnen Schichten des Stapels miteinander verschweißt, so daß die Bleche einen integrierenden Bestandteil der Platte bilden.ίο lie outside. Then the individual Layers of the stack are welded together so that the sheets are an integral part of the Form plate.
Ein anderes Verfahren zum Schutz der Außenflächen des Gitterstapels beim Pressen besteht darin, auf jede Oberfläche ein einfädiges Chemiefasergewebe aufzubringen und dieses dann mit einem mit Kadmium überzogenem Kupferdrahtgewebe zu bedecken. Das Gewebe kann beispielsweise aus Nylon mit Quadratmaschen bestehen, deren Maschenbreite 330 Mikron beträgt und das eine Fadendicke von 44 Mikron besitzt, so daß die freie Oberfläche 46 °/o beträgt. Das Drahtgewebe kann beispielsweise quadratische Maschen mit einer Kantenlänge von 2 mm besitzen und aus einem 0,25 mm dicken Draht bestehen, so daß sich eine freie Oberfläche von 74 °/o ergibt. Another method of protecting the outer surfaces of the lattice stack during pressing is to to apply a single-thread synthetic fiber fabric to each surface and then with a Covering cadmium-coated copper wire mesh. The fabric can be made of nylon, for example with square meshes with a mesh width of 330 microns and a thread thickness of 44 Microns so that the free surface area is 46%. The wire mesh can, for example, be square Have meshes with an edge length of 2 mm and consist of a 0.25 mm thick wire, so that there is a free surface of 74%.
Das Gewebe sollte etwas schmaler sein als die Gitter, während das Drahtgewebe dieselbe Größe wie die Gitter besitzen sollte, so daß beim Zusammenpressen und Verschweißen der Stapelkanten das Drahtgewebe einen integrierenden Bestandteil der Platte bildet und das Gewebe völlig mit der Platte verbunden wird.The mesh should be slightly narrower than the grids, while the wire mesh should be the same size as should have the grid, so that when the stack edges are pressed and welded together, the Wire mesh forms an integral part of the plate and the mesh forms an integral part of the plate connected.
Die poröse Kadmiumschicht jedes Gitters sollte in irgendeiner Weise so lange geschützt werden, bis die Platte in einer Zelle benutzt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß jedes Gitter nach seiner Herstellung und vor dem Verschweißen mit den übrigen Gittern des Stapels mit einem Polymer überzogen wird, das eine Oxydation der porösen Schicht verhindert, bei Inbetriebnahme der Zelle jedoch zerstört wird. Geeignete Polymere sind Vinylazetat-Krotonsäure-Polymere, die ganz oder teilweise mit organischen Aminen neutralisiert sind und als Ärosole in Form von Haarspray im Handel sind. Derartige Polymere brauchen lediglich auf die vorbereiteten Gitter gesprüht und anschließend getrocknet zu werden; sie werden in alkalischer Lösung während des ersten Lade-Entlade-Zyklus der Zelle in alkalischer Lösung sofort von den Gittern entfernt.The porous cadmium layer of each grid should be protected in some way until the Plate is used in a cell. This can be done in that each grid after its manufacture and is coated with a polymer prior to welding to the remaining grids of the stack, which oxidation of the porous layer is prevented, but is destroyed when the cell is started up. Suitable Polymers are vinyl acetate-crotonic acid polymers that are wholly or partially with organic amines are neutralized and sold as aerosols in the form of hairspray. Such polymers need just to be sprayed onto the prepared grids and then dried; you will be in alkaline solution during the first charge-discharge cycle immediately removed from the grids of the cell in alkaline solution.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.
Aus drei galvanisch hergestellten und gereckten Kupfergittern wurde eine 1 mm dicke Platte hergestellt. Jedes Gitter wurde durch Recken eines 30 bis 50 Mikron dicken Bleches hergestellt. Nach dem Recken betrug der Abstand zwischen den Gitterspitzen etwa 0,4 mm. Das gereckte Gitter wurde mit Kupfer überzogen, wobei die Dicke des Bleches auf 200 bis 120 Mikron wuchs, so daß die Dicke insgesamt etwa 0,5 mm betrug. Jedes Gitter wurde mit einer 3 bis 5 mm dicken Kadmiumschicht aus einem Standard-Zyanid-Bad mit 100 g/l NaCN und 23 g/l CdO und einer Temperatur von 25° C überzogen. Das Gitter wurde in das Bad eingetaucht und beiA 1 mm thick plate was made from three electroplated and stretched copper grids. Each grid was made by stretching a 30 to 50 micron thick sheet. After this Stretching, the distance between the lattice peaks was about 0.4 mm. The stretched grid was with Copper plated, the thickness of the sheet increasing to 200 to 120 microns, making the total thickness was about 0.5 mm. Each grid was covered with a 3 to 5 mm thick layer of cadmium Standard cyanide bath coated with 100 g / l NaCN and 23 g / l CdO and a temperature of 25 ° C. The grid was immersed in the bath and at
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einer Stromdichte von 2 A/dm2, bezogen auf die tat- gewaschen, bis das Waschwasser frei von Chlorionen sächliche Gitteroberfläche, als Kathode geschaltet. war. Die gereinigten Gitter wurden dann sofort in Jedes Gitter wurde dann nach dem in der britischen einen Trockenofen von bei 80° C gebracht. Die gePatentschrift 1061463 beschriebenen Verfahren mit trockneten Gitter wurden auf Raumtemperatur abgeeinem Überzug aus Kadmiumschwamm versehen. 5 kühlt und sofort sorgfältig mit einem hochwertigen Das Gewicht des Überzugs der außenliegenden Gitter Haarspray besprüht. Der Niederschlag an Kadmiumder Platte betrug 5 g/dm2 der geometrischen Ober- schwamm auf den neun Gittern änderte sich von fläche und bei den innenliegenden Gittern 7,5 g/dm2 außen nach innen in der Weise, daß er in der Reider geometrischen Oberfläche. Insgesamt betrug das henfolge der Gitter 1, 3, 4, 5, 5, 5, 4, 3 und 1 g/dm2 Gewicht des niedergeschlagenen Kadmiumschwamms io betrug.a current density of 2 A / dm 2 , based on the tat- washed until the wash water is free of chlorine ions neuter grid surface, connected as the cathode. was. The cleaned grids were then immediately placed in a drying oven at 80 ° C. Each grid was then placed in the UK. The processes described in patent specification 1061463 with dried grids were provided with a coating of cadmium sponge at room temperature. 5 cools and immediately carefully sprayed with a high-quality hairspray. The cadmium precipitation on the plate was 5 g / dm 2. The geometric upper sponge on the nine grids changed from the surface and in the inner grids 7.5 g / dm 2 outside in such a way that it was in the Reider geometric surface . In total, the order of the grids was 1, 3, 4, 5, 5, 5, 4, 3 and 1 g / dm 2. The weight of the deposited cadmium sponge was 10.
17,5 g/dm2. Die drei Gitter wurden dann miteinander Die Seiten des aus neun Gittern bestehenden Staverpreßt und an ihren Kanten durch Punktschweißen pels wurden mit oben beschriebenen Nutenblech beverbunden. Die auf diese Weise hergestellte Platte deckt; anschließend wurde der Stapel in der bereits besaß eine Kapazität von 3,5 Ah/dm2. beschriebenen Weise galvanisch mit Kadmium über-. 15 zogen und in einer Form zu einer 3 mm dicken Platte Beispiel Z mit stark verpreßten Kanten gepreßt, die durch17.5 g / dm 2. The three grids were then pressed together. The sides of the stave consisting of nine grids and pels were connected at their edges with the above-described grooved plate. The plate produced in this way covers; then the stack in which it already possessed a capacity of 3.5 Ah / dm 2 . described way galvanically with cadmium over-. 15 pulled and pressed in a form to form a 3 mm thick plate Example Z with strongly verpre ß th edges that through
Aus dreizehn gereckten und nach dem im Zusam- Punktschweißen miteinander verbunden wurden,From thirteen stretched and after being joined together in spot welding,
menhang mit Beispiel 1 geschilderten Verfahren gal- Die auf diese Weise hergestellte Platte enthielt 31In connection with the procedure described in Example 1, the plate produced in this way contained 31
vanisch hergestellten Kupfergittern wurde eine 4 mm g/dm2 Kadmiumschwamm und besaß bei 5stündigervanisch produced copper grids was a 4 mm g / dm 2 cadmium sponge and possessed at 5 hours
dicke Platte hergestellt. Die Dicke des Niederschlags ao Entladung eine Kapazität von 10 A/dm2 oder 0,33thick plate made. The thickness of the precipitate ao discharge has a capacity of 10 A / dm 2 or 0.33
aus Kadmiumschwamm änderte sich von innen nach Amperestunden je Gramm Kadmium. Diese Wertefrom cadmium sponge changed from the inside to ampere-hours per gram of cadmium. These values
außen, wobei das Gewicht des Niederschlags auf dem liegen um etwa 50% über den entsprechenden Wer-outside, with the weight of the precipitation on the lying around 50% above the corresponding value
mittleren Gitter 5 g/dm2 betrug. Ausgehend vom ten herkömmlicher mit Kadmium imprägnierter Sin-average grid was 5 g / dm 2 . Starting from the ten conventional sin-
mittleren Gitter betrugen die Niederschlagsgewichte terplatten.The middle grids were the rainfall weights of the plates.
der auf beiden Seiten liegenden Gitter 4; 3,5; 3,5; 3; 35 Beispiel 4
2,5 und 2,5 g/dm2 bei einem Gesamtgewicht desthe grid 4 lying on both sides; 3.5; 3.5; 3; 35 Example 4
2.5 and 2.5 g / dm 2 with a total weight of the
Kadmiums der Platte von 43 g. Aus neun gereckten und nach dem im Rahmen desCadmium of the plate of 43 g. Out of nine stretched and after the
Die Kapazität der Platte betrug 8 Ah/dm2 oder Beispiels 1 beschriebenen Verfahren galvanisch her-The capacity of the plate was 8 Ah / dm 2 or the method described in Example 1 galvanically
0,185 Amperestunden je Gramm Kadmium- gestellten Kupfergittern wurde eine 3 mm dicke0.185 ampere-hours per gram of cadmium-provided copper grids became 3 mm thick
schwamm. Die Porosität der 4 mm dicken Platte be- 30 Platte hergestellt. Die Gitter wurden nach dem zumsponge. The porosity of the 4 mm thick plate is established. The grilles were after the
trug vor dem Aufbringen des Kadmiumschwamms Beispiel 3 beschriebenen Verfahren mit Kadmiumcarried out procedures with cadmium described in Example 3 prior to application of the cadmium sponge
80 %> und war damit mindestens so groß wie bei den überzogen.80%> and was thus at least as large as in the case of the overdrawn.
besten Sinterplatten. Der aus neun Gittern bestehende Stapel wurde zu-best sintered plates. The stack consisting of nine grids was
Beisüiel 3 nächst auf beiden Seiten mit einem einfädigen Ge-Example 3 next on both sides with a single thread
35 webe aus Nylon bedeckt, das jeweils um 5 mm35 meshes of nylon covered, each by 5 mm
Aus neun gereckten und nach dem im Rahmen des schmaler war als die Stapelflächen. Die Maschen-Beispiel 1 beschriebenen Verfahren galvanisch her- weite der quadratischen Maschen betrug 330 Migestellten Kupfergittern wurde eine 3 mm dicke krön, die Dicke des Nylonfadens 136 Mikron, und Platte hergestellt. Der Kadmiumschwamm wurde un- die offene Oberfläche des Nylongewebes lag bei ter abgewandelten Bedingungen aufgebracht und ent- 40 47 °/o.Out of nine stretched and after which in the frame it was narrower than the stacking areas. The mesh example 1, galvanically expanding the square mesh was 330 meshes Copper mesh has a 3 mm thick crown, the thickness of nylon thread 136 microns, and Plate made. The cadmium sponge was un- the open surface of the nylon fabric was enclosed Applied under modified conditions and 40 47 ° / o.
hielt 1,7 °/o Nickel. Das Bad wurde mit einem Bo- Abschließend wurden beide Stapelseiten mit je rax-Puffer bei einem pH-Wert von 6 gepuffert und einem kadmiumüberzogenen Kupferdrahtgewebe beenthielt 62 g/l CdCl2-H2O, 90 g/l KCl, 12 g/l deckt, dessen Abmessungen den Stapelabmessungen H3BO3, 0,5 g/l Na2B4O7 und 7,2 g/l NiCl2 · 6 H2O. entsprach. Die Maschenweite der Quadratmaschen Die Badtemperatur lag bei 55° C. Der Anodenstrom 45 betrug 2 mm, der Drahtdurchmesser 0,25 mm und wurde in einen Kadmium- und einen Nickelstrom- die Dicke des Kadmiumüberzuges 4 Mikron. Der kreis aufgeteilt. Das Verhältnis des anodischen Kad- Anteil der freien Fläche des Kupferdrahtgewebes bemiumstroms zum Nickelstrom und der Oberfläche trug 74 °/o.held 1.7 per cent nickel. The bath was filled with a Bo- Finally, both sides of the stack were buffered with rax buffer each at a pH value of 6 and a cadmium-coated copper wire mesh contained 62 g / l CdCl 2 -H 2 O, 90 g / l KCl, 12 g / l covers, the dimensions of which corresponded to the stack dimensions H 3 BO 3 , 0.5 g / l Na 2 B 4 O 7 and 7.2 g / l NiCl 2 · 6 H 2 O. The mesh size of the square meshes. The bath temperature was 55 ° C. The anode current 45 was 2 mm, the wire diameter 0.25 mm and the thickness of the cadmium coating was 4 microns in a cadmium and a nickel current. The circle divided. The ratio of the anodic proportion of the free area of the copper wire mesh to the nickel current and the surface area was 74 per cent.
der Kadmium-Anode zur Oberfläche zur Nickel- Der gesamte Stapel wurde dann zu einer 3 mm Anode betrug 4:1. Die Kathodenstromdichte lag bei 50 dicken Platte verpreßt, wie im Zusammenhang mit 4 A/dm2 der tatsächlichen Metalloberfläche des ge- Beispiel 3 beschrieben, wobei die Plattenabmessunreckten und mit Kadmium überzogenen Kupfergit- gen, der Gehalt an Kadmiumschwamm und die Katers. Die Gesamtanodenstromdichte betrug 1 A/dm2. pazität der Fertigplatte dieselben Werte wie die unter Nach dem galvanischen Überziehen wurden der Beispiel 3 beschriebene Platte erreichten. Die Kapa-Schwamm der Gitter zwischen zwei Plastikplatten 55 zität der Platte betrug 10,7 A/dm2 oder 0,34 Amleicht verdichtet und die Gitter anschließend so lange perestunden je Gramm Kadmiumschwamm.the cadmium anode to the surface to the nickel- The entire stack then became a 3mm anode was 4: 1. The cathode current density was 50 thick pressed plate, as described in connection with 4 A / dm 2 of the actual metal surface of Example 3, the plate dimensions being unstretched and cadmium-coated copper mesh, the cadmium sponge content and the hangover. The total anode current density was 1 A / dm 2 . The same values as the plate described in Example 3 were achieved after electroplating. The capacity of the grating between two plastic plates was 10.7 A / dm 2 or 0.34 A slightly compacted and the grating was then per hour per gram of cadmium sponge.
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