DE1806703A1

DE1806703A1 - Verfahren zur Herstellung von poroesen Elektroden aus duktilem pulverfoermigem Katalysatormaterial,insbesondere Raney-Silber

Info

Publication number: DE1806703A1
Application number: DE19681806703
Authority: DE
Inventors: Rummel Dipl-Phys Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-11-02
Filing date: 1968-11-02
Publication date: 1970-05-27
Also published as: DE1806703C3; FR2022447A1; CA934441A; DE1806703B2; JPS4934089B1; GB1242775A

Description

Verfahren zur Herstellung von porösen Elektroden aus duktilem pulverförmigem Katalysatormaterial, insbesondere Raney-Silber

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von porösen Elektroden aus duktilen Katalysatorpulvern, insbesondere Raney-Silber.

Elektroden aus pulverförmigem Raney-Silber sind bereits bekannt. Ihre Herstellung kann gemäß der DAS 1 183 149 in der Weise erfolgen, daß die pulverförmige Raney-Legierung zunächst mit dem Pulver eines Thermoplasten innig vermischt und unter Temperaturerhöhung zu einem porösen Körper verpreßt wird, und daß an- , schließend der katalytisch inaktive Bestandteil der Raney-Legierung herausgelöst wird. Es ist auch bereits bekannt, Mischungen aus einem thermoplastischem Kunststoff und einer Raney-Legierung vor dem Verpressen eine leicht lösliche bzw.' leicht flüchtige Substanz beizumischen und somit die Porosität der Elektroden zu erhöhen.

Der Nachteil dieses Verfahrens wird vor allem darin gesehen, daß das Herauslösen der inaktiven Komponente aus den Raney-Legierungen enthaltenden Elektrodenkörpern ein aufwendiger und zeitraubender Prozeß ist, was sich besonders bei einer serienmäßigen Herstellung von Elektroden ungünstig auswirkt. Außerdem wird durch die mehr oder minder heftige Wasserstoffentwicklung die Festigkeit der Elektrode ungünstig beeinflußt. Auch kann abgeschiedenes Aluminat die Größe der aktiven Oberfläche wesentlich herabsetzen.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß das bekannte Verfahren zur Herstellung von porösen Elektroden aus Raney-Metallen und Kunststoffen dadurch wesentlich verbessert werden kann, daß man den pulverförmiges Katalysator, insbesondere

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Raney-Silber, zunächst in eine wässrige Lösung oder Suspension eines Porenbildners einbringt, diese mit einer Kunststoffdispersion in Berührung bringt, und die erhaltene Mischung nach der Entfernung des Wassers bei Temperaturen von 30 bis 80 C, vorzugsweise 50 bis 60 ⁰C, zu Elektroden auswalzt.

Als Kunststoffdispersionen sind solche geeignet, die gegenüber den eingesetzten Katalysatoren inert und im Elektrolyten beständig sind. Der Kunststoffanteil der Elektrodenfolie kann zwischen 2,5 bis 10 Gew.-^, bezogen auf den Gehalt des Katalysatormaterials in der Elektrode, betragen, liegt jedoch vorteilhafterweise bei 4 bis 5 Gew.-#. Geeignete Kunststoffdispersionen sind Dispersionen von Polytetrafluoräthylen, Polyäthylen oder Polypropylen. Der hydrophobe Charakter der Kunststoffe, insbesondere der^von Polytetrafluoräthylen, macht sich bei den angewandten Mengen nicht störend bemerkbar. Die Elektroden sind trotz Anwesenheit der hydrophoben Bindemittel im wesentlichen hydrophil.

Die nach Abdunsten und/oder -dampfen des Dispersionsmittels vorliegende Elektrodenmasse ist knetbar und läßt sich in der Wärme im trockenen Zustand zu Folien auswalzen.

Als Lösungen oder Suspensionen eines Porenbildners sind Salze wie KCl und KgCO, geeignet, jedoch können auch andere lösliche oder suspendierte Porenbildner mit dem Katalysatormaterial in Berührung gebracht werden, z.B. Na₂CO, und (NH.)₂C0,.

Die neuen Elektrodenfolien zeigen eine hinreichende mechanische Festigkeit, und lassen sich über lange Zeiträume ohne Aktivitätsverlust in Luft aufbewahren, da die aktive Katalysatorfläche durch den Porenbildner geschützt ist. Die nach der Erfindung hergestellten Elektroden haben gegenüber den nach bekannten Verfahren hergestellten vor allem den Vorteil, daß nunmehr wesentlich geringere Bindemittelmengen benötigt werden. Durch den verringerten Bindemittelanteil wird die Aktivität der neuen gebundenen Elektrode so stark erhöht, daß ihre elektrochemischen Eigenschaften denen einer ungebundenen pulverföraigen

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entsprechen. Der Grund hierfür wird darin gesehen, daß "bei dem neuen Verfahren die inneren feinen Poren eines jeden Katalysa-. torhornes zuLäonst mit der Lösung "bzw. Suspension des Porenbildners gefüllt werden, so daß das Bindemittel selbst nur mit der äußeren Oberfläche des Katalysatorkornes in Kontakt kommt. Wird bei der Herstellung der Elektrode die Reihenfolge der Zugabe von Bindemittel und Porenbildner vertauscht oder wird die Zugabe gleichzeitig vorgenommen, so werden Elektroden mit verminderter mechanischer Festigkeit und verminderter elektrochemischer Aktivität erhalten. Wegen der gleichmäßigen Verteilung m des Katalysatormaterials werden sogar im Durchschnitt bessere elektrische Werte erzielt als bei reinen pulverförmfgen Elektroden .

- Bei der Durchführung des neuen Verfahrens ist es weiterhin wesentlich, daß bei Verwendung von Porenbildnern in Form von Suspensionen der Durchmesser des Porenbildners kleiner ist als der Durchmesser des Bindemittels.

Anhand des beiliegenden Beispiels wird der Gegenstand der Erfindung noch näher erläutert.

Beispiel Λ

100 g aktives Raney-Silber wurden mit 1 g KpCO, vermischt, mit Wasser gut durehgefeuchtet und anschließend 6,9 g einer 65#-igen· Polytetrafluoräthylendispersion versetzt. Nach intensiver Durcfcmischung wurde dem zähfnissigen Brei.bei ca. 70 ⁰C das Wasser vollständig entzogen« Danach wurde die Masse bei 55 ⁰C zwischen zwei Walzen zu einer 1 um dicken Folie ausgewalzt. Die Stromspannungskurve dieser Elektrode wurde bei 60 ⁰C nach einer Betriebsdauer von 100. standen gegen eine Hg/HgO-Beztigselektrode . genes sen und ist in Her beiliegenden Figur wiedergegeben.

Mit Hilfe des neuen WeTiakrmam können weiterhiß KadHiumelektrodeii

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für Akkumulatoren hergestellt werden, das Verfahren is-t also nicht auf Silberelektroden beschränkt.

2 Patentansprüche
1 Figur

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung von porösen Elektroden aus duktilen Katalysatorpulvern, insbesondere Raney-Silber, dadurch gekennzeichnet, daß man den pulverförmigen Katalysator, Insbesondere Raney-Silber, zunächst in eine wässrige Lösung oder Suspension eines Porenbildners einbringt, diese' mit einer Kunststoffdispersion in Berührung bringt, und die erhaltene Mischung nach Entfernung des Wassers bei Temperaturen von 30 bis 80 ⁰C, vorzugsweise 50 bis 60 ⁰C, zu Elektroden auswalzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,»daß der Durchmesser des Porenbildners in der Suspension kleiner ist als der !Durchmesser der Kunststoffteilchen in der Dispersion,

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