DE1771261A1 - Cadmiumelektrode und Akkumulator mit einer solchen Elektrode - Google Patents

Description

DR.-INa. DIPL.-INO. M.SC. DIPL-PHYS. DH, DIPL-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

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U.S.Ser.No. 636,426

(Dexas Instruments Incorporated, Dallas, Texas, U.S.A.

Cadmiumelektrode und Akkumulator mit einer solchen Elektrode

Die Erfindung "betrifft eine Cadmiumelektrode zuia Aufladen bei niedrigen Temperaturen bis herunter auf unge fähr - 4O⁰C mit einem perforierten, elektrisch leitenden Träger, auf dem elektrochemisch aktives Cadmiumteilchenmaterial elektrisch leitend angebracht ist, und einen Akkumulator mit einer solchen Elektrode.

Die bekannten abgedichteten Akkumulatoren mit Nickel- und Cadmiumelektroden verwenden üblicherweise Cadmiumelektroden, die eine wesentlich grö'ssere Ladekapazität als die Nickelektroden haben. Diese negativen Cadmiumelektroden haben ein Nickelsieb-, auf dem iJickelmetallteilchen durch Sintern angebracht sind, mit denen Teilchen aus elektrochemisch aktivem Cadniumhydroxyd verbunden sind, die ebenfalls mit dem Nickelträger verbunden sind. Bei Ladung unter Raumtemperatur

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, werden die Akkumulatoren bis zur Kapazität der positiven Nickelelektrode aufgeladen. Wenn die Akkumulatoren einer weiteren Ladung unterworfen -.verden, so tritt Sauerstoffgas an der positiven Elektrode infolge der Elektrolyse des wässrigen Elektrolyten auf. Dieser Sauerstoff verbindet sich ständig an der negativen Oadraiuirielektrode, so dass keine übermässigen Innendrücke innerhalb des Akkumulators aufgebaut werden. Die negativen Cadmiumelektroden werden niemals auf ihre volle Kapazität bei Raumtemperatur aufgeladen.

Es wurde jedoch festgestellt, dass beim Laden der bekannten Akkumulatoren bei niedrigen Temperaturen von der Grossen— Ordnung bis zu -40⁰C übermässig hohe Mengen von Wasserstoffgas innerhalb des Akkumulators infolge der Elektrolyse des wässrigen Elektrolyten an den negativen Cadmiumelektroden erzeugt werden. Die Wasserstoffgaserzeugung tritt auf, wenn die Akkumulatoren erst auf einen Teil ihrer Raumtemperaturkapazität aufgeladen sind. Da "bei den bekannten Akkumulatoren keine Vorsorge dafür getroffen ist, das Wasserstoffgas in den Akkumulatoren wieder zu verbinden, können nun diese Akkumulatoren nicht ausreichend bei niedrigen Temperaturen aufgeladen werden, ohne dass dabei die Gefahr eines ständigen und dauernden Verlustes von Elektrolyt gleichzeitig mit der Gefahr auftritt, dass ein Innendruck durch Wasserstoffgas

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hervorgerufen und schliessllch der Akkumulator zerstört wird»

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine neue Cadmiumelektrode und einen verbesserten abgedichteten Akkumulator zu schaffen, der bei niedrigen Temperaturen aufladbar ist, insbesondere einen Akkumulator, der bei niedrigen Temperaturen von der G-rössenordnung von -40⁰C aufladbar ist, ohne dass eine Wasserstoffgaserzeugung auftritt. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung bei der eingangs erwähnten Cadmiumelektrode dadurch gelöst, dass der Träger eine Cadmiumoberfläche hat* ■

Diese erflndungsgemässen Cadmiumelektroden werden vorzugsweise mit einem wässrigen alkalischen Elektrolyten verwendet» Diese Cadmiumelektrodengemäss der Erfindung sind in ihrer Bauart einfach, dauerhaft und billig.

Der erfindungsgemässe abgedichtete, bei niedrigen Temperaturen aufladbare Akkumulator weist mindestens eine negative Cadmiumelektrode, mindestens eine positive Elektrode, beispiels-' weise eine ITickeloxydelek-trode, ferner poröse, elektrisch isolierende Separatormittel zwischen den Elektroden, ein abgedichtetes Gehäuse, in dem die Elektroden und die" Separatormittel untergebracht sind, einen wässrigen alkalischen Elektrolyten, der die elektrolytische Bahn zwischen den Elektroden

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herstellt, und Anschlüsse au-f, die mit den betreffenden Elektro den verbunden und von ausserhalb des Gehäuses zugänglich sind. Die Cadmiumelektrode ist dabei aus einem porösen, elektrisch leitenden Cadmium- oder oadfliiumplattierten Träger, auf dem elektrochemisch aktives Oadmiumteilchenmaterial befestigt ist.

Der abgedichtete Akkumulator gemäss der Erfindung ist bei φ Raumtemperatur oder niedrigen Temperaturen von der Grössen-

ordnung bis zu -40° aufladbar, ohne dass dabei eine beträchtliche Menge von Wasserstoff innerhalb des Akkumulators erzeugt wird. Der Akkumulator ist -ohne weiteres auf im wesentlichen die volle Kapazität bei einem relativ hohen Ladestrom aufladbar, ohne dass sich dabei schädliche innere Drücke bilden. Der Akkumulator kann dabei ständig bei Raumtemperatur oder bei -40⁰C überladen werden, ohne dass innerhalb des Akkumulators eine beträchtliche Erzeugung von Wasserstoffgas eintritt. Ferner ist der Akkumulator geraäss der Erfindung und seine Cadmiumelektrode in Einfachheit, Dauerhaftigkeit, Lebensdauer und Kosten mit den üblichen, abgedichteten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren vergleichbar,

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält,

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In der Zeichnung zeigen: '

Pig.l einen Vertikalsclmitt durch die Achse des Akkumulators ■

gemäss der Erfindung,
Pig.2 eine Draufsicht gemäss Fig.l in kleinerem Masstab

als diesej
Fig.3 eine Seitenansicht einer Cadniumelektrode gemäss der

Erfindung vor dem Einbau in den Akkumulator nach %

Fig.l und 2,
Pig.4 einen Teilschnitt nach linie 4-4 der Fig.3 in

wesentlich grösserem Masstab als diese, Fig.5 eine graphische Darstellung der Ladungskennlinien der Cadmiumelektrode gemäss der Erfindung im Vergleich mit einer bekannten Cadmiumelefctrode,

In den bekannten abgedichteten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren weist die negative Cadmiumelektrode einen porösen, gesinterten Nickelträger auf, an dem elektrochemisch aktive Cadmium- oder Cadmiumhydroxydteilchen befestigt sind. Wenn diese ' Akkumulatoren bei einer Raumtemperatur (21⁰C) geladen werden, so wird das Cadmiumhydroxyd der Elektrode ohne weiteres zu Cadmiummetall reduziert. V/enn übliche Cadmiumelektroden in eine 30fo±ge v/ässrige Lösung von Kaliumhydroxyd mit einer Gegenelektrode und einer iiickeloxydbezugselekwtrode eingebracht und mit einer Ladungshöhe von ungefähr l/5 der Amperestunden-

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kapazität der Elektrode geladen werden, so kann die Elektrode ohne weiteres ohne unerwünschte Nebenwirkungen geladen werden. Y/ährend der Ladung bleibt das Potential der negativen Elektrode relativ zu der Nickeloxydbezugselek-trode auf ungefähr 1300 Volt, bis das ganze Cadmiumhydroxyd reduziert ist und die Elektrode nun auf ihre volle Kapazität, wie durch die Kurve "a" der Fig.5 angedeutet, aufgeladen ist, Anschliessend tritt die Elektrolyse des Wassers an der negativen Elektrode ein, und der wässrige Bestandteil des Elektrolyten wird reduziert, so dass sich nun Vfasserstoffgas und Hydroxylionen bilde-n« Biese Erzeugung von Vfasserstoffgas ist von einem scharfen Anstieg des Elektrodenpotentials begleitet, wie dies in der Kurve "a" angedeutet ist.

Wenn nun eine solche Cadmiumelektrode auf eine volle Kapazität in einem üblichen, bekannten Akkumulator geladen würde, so würde jede zusätzliche Ladung des Akkumulators zu einer Erzeugung von Wasserstoffgas an der Elektrode führen. In einem üblichen Akkumulator hat jedoch die negative Cadmiumelektrode eine Ladungskapazität, die wesentlich grosser als die der positiven Nickelelektrode is^ und der Akkumulator wird nur bis zur Kapazität der positiven Elektrode aufgeladen. Die negative Elektrode erreicht daher niemals ihre volle Ladungskapazität.- Als Ergebnis wird kein V/asserstoffgas an der negativen Elektrode während des Ladens bei Raumtemperatur erzeugt.

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Wenn andererseits diese gleichen üblichen Akkumulatoren bei niedrigen Temperaturen von der GrÖssenordnung von -40 C geladen werden, so ergibt sich ein erhebliches Absinken des faraday'sehen Wirkungsgrades für die Reduzierung von Gadmiumhydroxyd. Jede Erhöhung des Stromes, d.h. des Ladestromes des Akkumulators bei niedrigen Temperaturen, ergibt ein weiteres Absinken dieses Reduktionswirkungsgrades. Y/enn Λ beispielsweise die vorbeschriebene, bekannte Oadmiumelektrode bei einer Temperatur von -4O⁰C unter Bedingungen geladen wird, die anders als die oben erwähnten sind, so wird Wasserstoffgas an der Elektrode.erzeugt, wenn die Elektrode nur auf einen kleinen Teil ihrer Kapazität aufgeladen ist, wie dies durch die Kurve "b" der Fig.5 angedeutet ist. Das Potential der negativen Elektrode relativ zur Bezugselektrode ist ungefähr 1400 Volt beim anfänglichen wasserstoffreien Laden der bekannten Elektrode. Wie dies in der Kurve "b" angedeutet * ist, ist der frühe Beginn der Erzeugung von Y/asserstoffgas an der Elektrode von einem scharfen Anstieg des Elektrodenpotentials begleitet, Anschliessend kann dann die Elektrode auf einen grösseren Teil ihrer Kapazität bei einem höheren Elektrodenpotential aufgeladen werden, doch ist diese weitere Ladung von der Erzeugung von erheblichen Mengen von Wasserstof/gas begleitet. Im Hinblick auf diese übermässige Wasserstoff gaserzeugung können die bekannten Bickel-Cadmium-AkkujLj.latoren bei niedrigen Temperaturen von der Grössenordnung

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von -40⁰C nicht ausreichend aufgeladen werden.

Es wird nun angenommen, dass die elektrochemische Reaktion an der Cadmiumelektrode während der Entladung zur Bildung von zwei Arten von Cadmiumhydroxyd führt, die im folgenden als "aktives Oadmiumhydroxyd" und "weniger aktives Cadmiumhydroxyd" bezeichnet werden. Zwar sind beide Formen dieses Cadmiumhydroxyds anschliessend reduzierbar, um so Cadmiummetall bei ungefähr dem gleichen Elektrodenpotential während des Ladens bei Raumtemperatur zu bilden, doch reagieren diese beiden Materialien bei niedrigen Temperaturen recht unterschiedlich. Das bedeutet, dass zwar die aktive Form des Cadmiumhydroxyds beim gleichen Elektrodenpotential reduzierbar ist, gleichgültig ob die Reduktion bei Raumtemperatur oder bei niedrigen Temperaturen eintritt, dass jedoch die Reduktion des weniger aktiven Cadmiummaterials ein beträchtlich höheres Potential bei niedrigen Temperaturen erfordert.

Im besonderen wird die aktive Form des Cadmiumhydroxyds reduziert, wenn das Potential der Elektrode relativ zu einer normalen Wasserstoffelektrode ungefähr 809 Millivolt beträgt. Bei niedriger Temperatur wird das weniger aktive LIaterial nur bei einem Elektrodenpotential von ungefähr 830 Millivolt reduziert. Es wird dabei angenommen, dass die aktive Form des Cadmiumhydroxyds eine weniger vollkommene kristalline

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Form aufweist und deshalb leichter reduziert werden kann als das weniger aktive Material, das eine vollkommenere kristalline Form hat. Wenn nun die Elektrolyse des wässrigen Elektrolyten bei den bekannten Cadmiumelektroden eintritt, d.h. wenn das Elektrodenpotential ungefähr 829 Millivolt relativ zu einer normalen Hydroxydelektrode ist, so ergibt ein volles Laden der Elektrode gleichzeitig eine Reduktion des weniger aktiven Cadmiummaterials und die Erzeugung von Wasserstoffgas an der Elektrode.

Es wird ferner angenommen, dass die mit Wasserstoff zusammenhängenden Überpotentialmerkmale von Cadmium und Cadmiumhydroxyd bei den bekannten Elektroden wesentlich grosser als die mit Wasserstoff zusammenhängenden Überpotentialmerkmale des Nickelträgers der Elektrode sind. Aus diesem Grund wird angenommen, dass die frühe Erzeugung von Wasserstoffgas während des Ladens der Elektrode bei M

niedrigen Temperaturen in erster Linie an den Stellen auftritt, an denen der Wickelträger dem Elektrolyten ausgesetzt ist,

Gemäss der Erfindung ist nun eine neuartige und verbesserte CadmiumeleJctrode 10 geschaffen worden, bei der keine Wickelsteilen dem Elektrolyten gegenüber freiliegen (siehe Fig.3 und 4). Bei dieser Elektrode wird ein Elefctroden-

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träger durch ein poröses oder löchriges, elektrisch 'leitendes, metallisches Gitter 12 gebildet, vorzugsweise in Form eines 4/0 -Nickel-Siebes 12.1,das einen Überzug 12,2 aus Cadmium oder einer Cadmiumlegierung aufweist. Dieser Träger hat die hohe elektrische Leitfähigkeit, die hohe mechanische Festigkeit und Lebensdauer der üblichen bekannten Elektrodenträger, jedoch sind nur Cadmium- oder Cadmiumlegierungsflachen nach aussen hin frei« Gegebenenfalls kann das Gitter 12 aus Draht oder dergl. gewoben sein, der aus Cadmium oder einer Cadmiumlegierung ist. Ferner ist ein' Elektrodenanschluss 14, vorzugsweise in Form eines elektrisch leitenden, aus Cadmium bestehenden oder cadmiumplattierten Nickelstreifens am Gitter 12 angeschweisst, angelötet oder sonstwie elektrisch leitend befestigt.

Anschliessend wird dann elektrochemisch aktives Cadmiumteilchenmaterial 16 am Träger befestigt, so dass sich ein poröser Elektrodenaufbau ergibt. Beispielsweise können Cadmiumoxydteilchen 16 von ungefähr 10/m elektrisch leitende,miteinander und mit dem Gitter 12 mit Hilfe von angeschmolzenen Bindemittelteilchen 18 aus Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen, Tetrafluoräthylen oder dergl., befestigt werden, wobei die Bindemittelteilchen vorzugsweise eine Grössenordnung von 0,5 M haben. Bei dieser Anordnung ist die Elektrode mit Poren 20 ausgestattet, und hat eine sehr hohe

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Porosität. Beispielsweise kann so vorgegangen werden, dass die Cadmiumoxydteilchen mit Teilchen aus einem Polyäthylenbindenittel in kleinen Mengen von deionisiertem Wasser unter Bildung einer Paste gemischt werden. Die Paste wird dann auf dem Elektrodenträger ausgebreitet, getrocknet, unter einem Druck von der Grössenordnung von 351,54 kg/cm kompaktieri und anschliessend auf eine Temperatur von ungefähr 150⁰C erwärmt, um so das Bindemittelraaterial mit den Cadmiumoxydteilchen und dem Träger zu verbinden bzw« zu verschmelzen, so dass nun eine poröse Elektrode geschaffen wird, Verfahrensschritte zur Bildung von Elektroden von Akkumulatoren sind im einzelnen in der Patentanmeldung T 35 916 VIb/21b "Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung" beschrieben

und dargestellt. Diese Cadmiumoxydelektrode wird dann in eine 30$ige wässrige Lösung von Kaliumhydroxyd zusammen mit einer geeigneten Gegenelektrode eingetaucht. Nachdem die Cadmiumoxyd- und die Gegenelektrode als Kathode bzw. Anode angeschlossen sind, v/ird die Cadmiumoxydelektrode bei 250 Milliampere Ladestrom voll aufgeladen, wodurch die Cadntiumoxydteilchen in Cadmiummetallteilchen zur Bildung der Elektrode 10 gemäss der Erfindung umgewandelt werden.

Y/enn nun die neuartige Cadmiumelektrode 10 entladen und anschliessend bei Raumtemperatur zusammen mit einer Gegenelektrode und einer Hickeloxydbezugselektrode in einer

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30$igen wässrigen Lösung von Kaliumhydroxyd bei einer Ladehöhe von ungefähr 1/5 de'r Amperestundenkapazität der Elektrode wieder aufgeladen wird, so wird die Elektrode ohne weiteres auf im wesentlichen ihre volle Kapazität ge ~ laden, ohne dass dabei Wasserstoffgas erzeugt wird, wie dies durch die Kurve "c" der Pig.5 angedeutet ist. Dieses wasserstoffreie Laden der Elektrode tritt ein, wenn das Elektrodenpotential relativ zur Bezugseleketrode ungefähr bei 1300 Volt

liegt. Erst wenn die Elektrode auf im wesentlichen ihre volle Kapazität aufgeladen ist, wird Wasserstoffgas an der Elektrode erzeugt, wobei diese Gaserzeugung von einem schal fen Anstieg des Elektrodenpotentials begleitet ist, wie dies in der Kurve "c" angedeutet ist.

Zusätzlich hat die Elektrode 10 gemäss der Erfindung einen besonderen Vorteil insofern, als sie im wesentlichen auf ihre volle Kapazität aufgeladen werden kann, ohne dass Wasserstoffgas erzeugt wird, auch wenn die Elektrode bei Temperaturen von der G-rössenordnung von ~40°C geladen wird. Wenn beispielsweise die Elektrode 10 unter den oben beschriebenen Bedingungen geladen wird, so wird die Elektrode ohne weiteres auf ihre volle Kapazität aufgeladen, bevor Wasserstoff erzeugt wird, wie dies durch die Kurve "d" in Fig.5 angedeutet ist. Bei der Ladung der Elektrode 10 bei dieser niedrigen Temperatur wird diese bei einem Elektrodenpotential von ungefähr 1300 Volt auf einen Teil ihrer

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Kapazität aufgeladen. Während dieser Ladungsphase wird angenommen, dass das aktive Gadmiumhydroxyd der Elek- ' _:

trode zu Cadmiummetall reduziert wird. Das Elektroden-

potential steigt nun rasch auf ungefähr 1750 Volt an und die Elektrode wird dann weiter auf im wesentlichen ihre j volle Kapazität aufgeladen. Während dieser zweiten Ladungsphase wird angenommen, dass das weniger aktive Cadralumhydroxyd der Elektrode zu Cadmiumraetall reduziert wird. Lediglich, wenn die Elektrode im wesentlichen voll aufgeladen ist, wird Wasserstoff an der Elektrode, wie in der Kurve "d" angedeutet, erzeugt,

Gemäss der Erfindung kann die neuartige und verbesserte Cadmiumelelctrode 10 in einen abgedichteten Akkumulator 22 gemäss den S¹Ig, 1 und 2 eingebaut werden. In diesen S'igu.ren hat der Akkumulator ein Gehäuse 24 aus Nickel, Stahl oder einem anderen kräftigen und elektrisch leitenden Material, einen Deckel 26,vorzugsweise aus dem gleichen ' ™ Material wie das Gehäuse, und einen Abdichtring 28 aus Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen oder dergl., der vorzugsweise mit dem Deckel und dem Gehäuse zur Abdichtung des Akkumulators verbunden und verschmolzen ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Gehäuse

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einen Überzug aus Cadmiummetall oder eine Cadmiummetalllegierung,

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Innerhalb des -Akkumulators sind abwechselnd eine poröse positive Ilickelelektrode 32 und eine poröse negative Cadmiumelelctrode 10 angeordnet, zwischen denen poröse Separatoren 34 und 36 vorgesehen sind, die vorzugsweise aus Polyamidfilz oder einem anderen porösen elektrisch isolierenden Material sind. Diese Teile sind auf einem zylindrischen Kunststoffdorn 38 aufgewickelt, der eine scheibenartige Basis 40 hat. Gemäss der Erfindung ist die Cadmiumelektrode 10 mit einer Ladungskapazität ausgestattet,

die wesentlich grosser als die Ladungskapazität der negativen Ilickelelektrode 32 ist. Vorzugsweise ist die Kapazität der Cadmiumelektrode 10 doppelt so gross wie die der Ilickelelektrode. Ferner ist eine elektrisch isolierende Hülse 42 zwischen den Elektroden und dem Gehäuse angeordnet, die von einer elektrisch isolierenden Scheibe 44 abgedeckt ist. Die Hülse 42 und die Scheibe 44 aind vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Separatoren 34 und 36. Die Separatoren 34 und 36 sind vorzugsweise von grösserer Breite als die Elektroden 32 und 10, so dass beim Aufwickeln auf den

Dorn 38 die Separatoren über die Kanten der Elektrode, wie bei 46 in Fig.i angedeutet, gefaltet werden können. Ferner ist ein Abstandsstück 48, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial wie Polyäthylen, zwischen der Scheibe 44 und dem Deckel 26 angeordnet, um so eine Axialbewegung der Elektrode zu verhindern.

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In einer bevorzugten Ausführungsfora wird eine begrenzte Menge eines alkalischen Elektrolyten, vorzugsweise eine 30$ige wässrige lösung von Kaliumhydroxyd, in den Akkumulator 22 so eingebracht, dass der Elektrolyt einen dünnen Elektrolytfilm an den Oberflächen der Elektroden 32 und 10 bildet

und von den Poren der Separatoren 34 und 36 absorbiert wird, so dass sich nun elektrolytische Bahnen zwischen den ^ Elektroden bilden. Auf diese Weise wird unter Verwendung einer begrenzten Menge eines Elektrolyten ein Gasraum 52 innerhalb des Akkumulators oberhalb des Elektrolyten gebildet.

Die poröse Hickelelektrode 32, die in den Akkumulator 22 gemäss der Erfindung eingebaut wird, hat vorzugsweise einen

elektrisch leitenden, mit Löchern oder Poren versehenen Träger an dem ein elektrochemisch aktives Teilchenmaterial, wie beispielsweise ß-lTickel (Ill)-Hydroxyd, und ferner eine

elektrische Anschlussleitung 54 (s.Pig.l) befestigt ist. Eine derartige Nickelelektrode ist im einzelnen in der vorerwähnten Patentanmeldung beschrieben und dargestellt, so dass hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Es sei darauf hingewiesen, dass die WickeleIektrode 32 des Akkumulators 22 eine übliche Bauart haben kann.

Wie in Fig.l dargestellt, ist ferner eine Anschlussleitung

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an der positiven Hlckelelektrode 32 und am Deckel 26 angeschweisst, angelötet oder sonstwie elektrisch leitend verbunden, wobei der Deckel als Anschlussstück für die Nickelelektrode dient. In ähnlicher Weise ist ein Endteil des Anschlusses 14 der negativen Cadmiumelektrode 10 am Gehäuse 24 angeschweisst, angelötet oder sonstwie elektrisch leitend befestigt, wobei"das Gehäuse dann als Anschluss für die Cadmiumelektrode dient. In einer bevorzugten Akkumulatorbauart ist der Deckel 26 mit einer Öffnung 56 versehen, über der eine Anschlusskappe 58 durch Schweissungen 60 befestigt ist, die im Abstand, wie in Pig.2 angedeutet, angeordnet sind, so dass die Kappe nicht gas- oder flüssigkeitsdicht am."Deckel befestigt ist. In dieser Konstruktion ist ferner ein sternartiges Glied 62 vorgesehen, das ein Ventilstück 68 hat, das gegen den Rand der Deckelöffnung 56 unter der Wirkung von federnden Armen 70 angedrückt wird, so dass normalerweise der Akkumulator 22 abgedichtet ist. Diese Arme können sich entsprechend einem erhöhten Gasdruck innerhalb des Akkumulators verbiegen, um so von unterhalb der Anschlusskappe 58 aus dem Akkumulator durch die Deckelöffnung 56 zu entlüften. Das Sternglied 62 ist vorzugsweise aus Kunststoff, wie beispielsweise Polyäthylen,hergestellt, und das Abstandsstück 48 ist vorzugsweise mit Gasdurchgängen 48.1 versehen, um so die Entlüftung des Gases vom Innenraum des Akkumulators zu erleichtern. In einer be-

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vorzugten Ausführungsform kann das Sternglied 62 Gas aus dem ■ Akkumulator ausströmen lassen, wenn der innere Druck ungefähr 7,03 kg/cm übersteigt. Das Abstandsstück 48 ist ferner vorzugsweise mit Schlitzen 48.2 versehen, so daß die Anschlußleitungen durch die Scheibe 44 bis zu ihren Anschlußstellen hindurchgeführt werden können.

Dieser neuartige und verbesserte Akkumulator unter Verwendung der erfindungsgemäßen Elektrode 10 - vorzugsweise unter Verwendung eines glatten Cadmium- oder Cadmiumlegierungsüberzugs 30 innerhalb des Gehäuses - hat einen bedeutenden Vorteil insofern, als nun der Akkumulator auf die volle Kapazität entsprechend der positiven Elektrode entweder bei Raumtemperatur oder bei niedrigen Temperaturen bis herunter zu -40° C im wesentlichen aufgeladen werden kann, ohne daß sich beträchtliche Mengen von Wasserstoffgas an der negativen Elektrode bilden. Wenn der Akkumulator einer ständigen Überladung ausgesetzt wird, so daß Sauerstoffgas an der positiven Elektrode erzeugt wird, so geht dieses Sauerstoffgas ständig an der negativen Cadmiumelektrode eine Verbindung ein, ähnlich wie dies bei .den üblichen Nickel-Gadmium-Akkumulatoren der Pail ist. Die negative Cadmiuraelektrode des Akkumulators erreicht jedoch niemals ihre volle Ladungskapazität und erzeugt daher niemals Wasserstoff gas. Ferner ist der Akkumulator 22 durch seine Einfachheit, seine lange Lebensdauer und seine Billigkeit charakterisiert, wenn er mit den üblichen Nickel-Cadmium-Akkumulatoren verglichen wird, die bei nie drigen Temperaturen wie beispielsweise -40 C nicht aufgeladen werden können. -_o

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Patentansprüche

^) Cadmiuinelektrode zum Aufladen bei niedrigen femperaturen bis herunter auf ungefähr - 40° 0 mit einen perforierten, elektrisch leitenden Träger, auf dem elektrochemisch aktives Cadmiumteilchenmaterial elektrisch leitend ange-

• bracht ist, dadurch gekennzeichnet, daB der frager (12) eine Cadmiumoberfläche (12.2) hat.

2. Cadmiumelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der !Träger (12) aus Cadmium oder einer Cadmiumlegierung ist.

3. Cadmiumelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) eine Trägerkonstruktion aus Nickel
(12.1) hat, die einen Überzug (12.2) aua Cadmium oder einer Cadmiumlegierung aufweist.

4. Cadmiumelektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein aus Metalldrähten gebildetes Sieb (12) ist.

5. Cadmiumelektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Cadmiuateilchen (16) miteinander und mit dem Träger (12) durch lindemittelteilchen (18) kleinerer Größe fest verbunden sind.

6. Cadmiumelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

die
daß Cadmiumteilchen (16) eine Größe von ungefähr 10/u

und die Bindemittelteilchen (18) von ungefähr 0,5/u haben.

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7. Akkumulator unter Verwendung einer Cadmiuraelektrode nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

* Gadmiumelektrode (10) zusammen mit einer Gegenelektrode (32) in einem Gehäuse (24) angeordnet ist, in das ein Elektrolyt (50) eingebracht ist, wobei an den Elektroden (10, 32) An- - Schlußleitungen (14, 54) angebracht sind.

8. Akkumulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10, 32) durch einen,,porösen, elektrisch isolierenden Isolator (34, 36) getrennt sind.

9.. Akkumulator nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, "daß das Gehäuse (24) elektrisch leitend ist und nach oben durch einen elektrisch leitenden Deckel (26) abgedeckt ist, der gegenüber dem Gehäuse (24) isoliert ist.

1.0. Akkumulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) und der Deckel (26) aus Metall sind.

11. Akkumulator nach einem der Ansprüche 7 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungskapazität der Cadmiumelektrode (10) größer als die der Gegenelektrode(32) ist.

12. Akkumulator nach einem der Ansprüche 7 - 11» dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungskapazität der Cadmiumelektrode (10) ungefähr doppelt so groß wie die der Gegenelektrode (32) ist. '

13· Akkumulator nach einem der Ansprüche 7 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode eine poröse Nickelelektrode (32) ist.

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14. Akkumulator nach einem der Ansprüche 7-13» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) einen Überzug oder eine Auskleidung (42) aus Cadmium hat.

15· Akkumulator nach einem der Ansprüche 7-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (50) eine 30 folge
wässrige Lösung von Kaliumhydroxyd ist.

16. Akkumulator nach einem der Ansprüche 7 - 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (14, 54) mit dem Gehäuse (24) bzw. dem Deckel (26) elektrisch verbunden sind.

17. Akkumulator nach einem der Ansprüche 7-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (50) im wesentlichen

im Raum der Elektroden (10, 32) vorhanden ist und oberhalb des Elektrolyten (50) im Gehäuse ein Gasraum (52)
angeordnet ist.

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Lee rs e ι te