DE1901046A1 - Production of electrodes for batteries - and fuel cells - Google Patents

Production of electrodes for batteries - and fuel cells

Info

Publication number
DE1901046A1
DE1901046A1 DE19691901046 DE1901046A DE1901046A1 DE 1901046 A1 DE1901046 A1 DE 1901046A1 DE 19691901046 DE19691901046 DE 19691901046 DE 1901046 A DE1901046 A DE 1901046A DE 1901046 A1 DE1901046 A1 DE 1901046A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
electrodes
plates
coating
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19691901046
Other languages
German (de)
Inventor
Dr-Ing Paul Kraft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WMF Group GmbH
Original Assignee
WMF Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WMF Group GmbH filed Critical WMF Group GmbH
Priority to DE19691901046 priority Critical patent/DE1901046A1/en
Publication of DE1901046A1 publication Critical patent/DE1901046A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

Metallic or non-metallic support materials in powder or fibrous from are used, in the form of felts, fleeces, ribbons or plates, which if required have undergone a previous sinter process. Depending on final use, the electrodes are coated with two successive layers of a suitable alloys. This is so that each of these single layers is used to cover the whole surface with active material and are combined at all contact points between the surfaces in the laid fibres or at single local electric spots.

Description

Verfahren zur Herstellung von Elektroden riir Batterien oder Brennstoffzellen Als Elektroden rür Batterien und Brennstoffzeilen werden bekanntermaßen Sinterelektroden eingesetzt, welche vorzugswe1-se aus Metalipulvern hergestellt werden. Ohne zusätzliche Ableiter und Gerüste, wie beispielsweise perforierte Platten, ist die mechanische Stabilität solcher Elektroden nicht befriedigend. Auch die Wirkungsgrade sowie das Leistungsgewicht sind nicht immer optimal. Zur Verbesserung dieser Eigenschaften kann man bekanntermaßen anstelle von pulverförmagen Metallen Metallfasern verwenden. Es ist auch bekannt, aus herstellungstechnischen und wirt schaftliclen Gründen solche Elektroden nicht aus Fasern von reinen Metallen, wie Nickel oder Silber, herzustellen, sondern als Grundwerkstoff für Elektroden von beispielsweise Nickel-Cadmium-, Nickel-Zink- und Nickel-Eisen-Batterien sonstige Trägermaterialien einzusetzen, die beispielsweise mit Hilfe von chemischen oder galvanlchen Verfahren mit Nickelüberzügen versehen werden. Analoges gilt für Elektroden von Sllber-Zirik-Batterien, Elektroden in Bleisammlern sowie Elektroden in Brennstoffzellen und auch für die negativen Elektroden in Zink- oder Cadmium-Zcllen. Solche Elektrodenplatten haben im allgemeinen ein Porenvolumen von 70 - 95 %.Process for the production of electrodes for batteries or fuel cells Sintered electrodes are known to be used as electrodes for batteries and fuel cells used, which are preferably made from metal powders. Without any additional Arresters and scaffolding, such as perforated plates, is the mechanical The stability of such electrodes is unsatisfactory. Also the efficiencies as well as that Power-to-weight ratio are not always optimal. To improve these properties it is known to use metal fibers instead of powdered metals. It is also known for manufacturing and economic reasons such Not making electrodes from fibers of pure metals such as nickel or silver, but as a base material for electrodes of, for example, nickel-cadmium, nickel-zinc and nickel-iron batteries are other carrier materials to use for example with the help of chemical or electroplating processes with nickel coatings be provided. The same applies to electrodes of Sllber-Zirik batteries, electrodes in lead collectors as well as electrodes in fuel cells and also for the negative ones Electrodes in zinc or cadmium cells. Such electrode plates generally have a pore volume of 70 - 95%.

Die für derartige Eiektrodenplatten eingesstzten Fasern, die aus Metallen oder auch aus nichtmetallischen, elektrisch leitfähigen Trägermaterialien, wie beispielsweise Graphitfasern bestehen können, haben im allgemeinen Faserstärken von 5 bis 50 /u und Faserlängen von 1 bis 10 mm. Die Trägermaterialien, zu denen, sofern keine zu hohe Belastbarkeit der Elektroden erforderlich ist und die elektrische Leitfähigkeit des überzugs für die Stromableitung ausreicht, auch beispielsweise Glasfasern, Kunststoff-Fasern oder dergleichen den elektrischen Strom nicht leitende Träger gehören, miissen mit dem gewünschten Uberzug versehen, z.B. vernickelt werden. Dabei wird es mit zunehmender Dicke der Elektrodenplatte schwierig, eine gleichmäßige Durchdringung des Uberzugsmittels zu erreichen, so daß nicht leicht beispielsweise eine gleichmäßige Durchvernickelung erzielt wird, und es MUhe macht, auch im Kern der Elektroden poren und riß freie Überzüge asufzubringen. Insbesondere bei galvanlschen Verfahren ist bei dicken Elektrodenplatten keine gleichblelbende Schichtstärke erzielbar. Die Stärke der Überzüge nimmt viel.nehr zum Kern der Elektrode hin mehr oder weniger stark ab. Bei chemischen Verfahren tritt dieser Nachteil nicht so stark auf. Dafür kann jedoch die Reit glmg und Trocknung von nach diesen Verfahren beispielswelse vernickelten Platten Sf-hwierigkeiten bereiten, wenn die Elektrodendicke re lativ groß ist. Ahnliche Nachteile wie bei den chemischen und galvanischen Verfahren treten auch bei anderen Verfahren, beispielsweise bei der Abscheidung von Nickel aus der Gasphase oder beim Aufdampfen von Metallschichten, auS, so daß alle diese bekannten Verfahren den Nachteil haben, daß eine gleichmäßige Durchvernickelung in den inneren Schichten sehr schwierig wird.The fibers used for such electrode plates, which are made of metals or made of non-metallic, electrically conductive carrier materials, such as Graphite fibers can consist, generally have fiber strengths of 5 to 50 / u and fiber lengths from 1 to 10 mm. The carrier materials to which, provided none are to high load capacity of the electrodes is required and the electrical conductivity of the coating is sufficient to conduct electricity, including, for example, glass fibers, plastic fibers or similar carriers that do not conduct electricity must also be included provided with the desired coating, e.g. nickel-plated. It will increase with Thickness of the electrode plate difficult, uniform penetration of the coating agent to achieve, so that not easy, for example, a uniform nickel plating is achieved, and it makes trouble, pores and cracks free in the core of the electrodes To apply coatings. This is particularly the case with electroplating processes when using thick electrode plates no uniform layer thickness achievable. The thickness of the coatings decreases a lot towards the core of the electrode to a greater or lesser extent. In chemical processes this disadvantage does not occur so strongly. For this, however, the riding glmg and drying nickel-plated plates, for example, cause problems using these processes, when the electrode thickness is relatively large. Similar disadvantages as with the chemical ones and galvanic processes also occur in other processes, for example the deposition of nickel from the gas phase or the vapor deposition of metal layers, out, so that all these known methods have the disadvantage that a uniform Nickel plating in the inner layers becomes very difficult.

Auch wenn man die ueberzüge aus wässrigen Lösungen abscheidet und den Elektrolyt sowie die anschließend zur Reinigung verwendeten Lösungen durch das Elektrodengerüst saugt oder pumpt, erreicht man dennoch umso weniger gleichmäßige Niederschläge, Je dicker der Elektrodenkörper ist.Even if you separate the coatings from aqueous solutions and the electrolyte and the solutions subsequently used for cleaning by the Electrode framework sucks or pumps, but the less uniform it is achieved Precipitation, the thicker the electrode body.

Um die erforderliche Durchdringungsfähigkeit bei solchen Elektrodenkörpern zu sichern, ist bereits ein poröses Trägergerüst bekannt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß mehrere Schichten von metallischen oder metallisierten Fasern oder Fäden in Form von losen, porösen, jedoch bereits die Aktivmasse tragenden Vliesen aufeinander gelegt und durch Sintern zu einer standfesten Platte miteinander verbunden sind. Diese bekannten Trägergerüste haben jedoch den Nachteil, daß die verwendeten Trägermaterialien bei der SintertemI,erat;ur schon so stark erweichen, daß die poröse Struktur des Gefüges verloren geht. Außerdem muß bei diesem bekannten Verfahren der Metallbelag, sofern die Metallisierullg der einzelnen Schichten vor dem Zusammensintern vorgenommen wird, an den zu verbindenden Oberflächen wieder entfernt werden.To achieve the required penetration capacity in such electrode bodies to secure, a porous support structure is already known, which is characterized is that several layers of metallic or metallized fibers or threads in the form of loose, porous fleeces on top of one another, but already carrying the active material laid and connected to one another by sintering to form a stable plate are. However, these known support structures have the disadvantage that the support materials used in the sintering process, erat; ur soften so much that the porous structure of the Structure is lost. In addition, in this known method, the metal coating, provided that the metallization of the individual layers is carried out before sintering together will be removed from the surfaces to be connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben. Dies wird erreicht mittels eines Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Batterien und Brennstoffzellen, bei dem aetallische oder nichtrnetallische Trägermatenahen in pulver- oder Faserform verwendet werden, die in Form von Filzen, Vliesen, Bändern oder Platten, welche gegebenenfalls einem vorausgehenden Sinterprozess unterzogen und einzeln mit den für den jeweiligen Anwendungszweck der Elektroden notwendigen Metall- oder Legierungsüberzügen versehen worden sind, zu der gewUnschten Elektrodendicke aufeinander geschichtet werden, und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die einzelnen Schichten vor dem Füllen mit aktiver Masse in mindestens zwei Lagen aufeinander schichtet und entweder ohne Anderung der Poren struktur sowie ohne änderung des für die Aufnahme der aktiven Masse notwendigen Porenvolumens über die ganze Fläche anfallen Berührungspunkten zwischen den in den Oberflächen liegenden Fasern und/oder an einzelnen Stellen örtlich elektrisch leitend miteinander verbindet, oder auch vor, während oder nach der Erzeugung der elektrisch leitenden Verbindung so verdichtet, daß eine geringere Porosität vorliegt als bei den zum Aufbringen der Überzugsmetalle oder -legierungen verwendeten Vorprodukten.The invention is based on the object of eliminating these disadvantages. This is achieved by means of a method for manufacturing electrodes for batteries and fuel cells using metallic or non-metallic carrier materials be used in powder or fiber form, in the form of felts, fleeces, ribbons or plates, which may have been subjected to a previous sintering process and individually with those necessary for the respective application of the electrodes Metal or alloy coatings have been provided to the desired electrode thickness are stacked on top of each other, and which is characterized in that one the individual layers before filling with active material in at least two layers layers on top of each other and either without changing the pore structure or without changing it of the pore volume necessary for the absorption of the active material over the whole Area Points of contact between the surfaces lying fibers and / or at individual points locally electrically conductive with one another connects, or before, during or after the generation of the electrically conductive Compound so compacted that there is a lower porosity than the for Application of the pre-products used in the coating metals or alloys.

Dabei wird vorteilhaft ein solches Trägermaterial eingesetzt, dessen Schmelz- oder Erweichungspunkt um mehr als 100 0C über dem, Schmelzpunkt des Uberzugsmetalls bzw. der Überzugslegierung liegt.Such a carrier material is advantageously used, its Melting or softening point more than 100 ° C. above the melting point of the coating metal or the coating alloy.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden also zur Herstellung von Elektroden für Batterien oder Brennstoffzellen faserförmige Trägermaterialien eingesetzt, welche in Form von aus Einzelfasern bestehenden und gegebenenfalls vorgesinterten Strängen, Bändern, Vliesen, Platten und dergleichen in an sich bekannter Weise mit den rr die Jeweilige Elektrode notwendigen Metallüberzügen v-jrseher werden. Die Dicke der Stränge, Bander, Vliese oder Platten wird dabei so gewählt, daß sie einen verfahrenstechnisch bedingten maximalen Wert nicht überschreitet, so daß ein Uber den Querschnitt glelchmäßig dicker riß- und porenfreier Überzug entsteht.In the method according to the invention, therefore, for the production of electrodes fibrous carrier materials are used for batteries or fuel cells, which in the form of strands consisting of individual fibers and possibly pre-sintered, Ribbons, fleeces, plates and the like in a known manner with the rr the respective electrode must be covered with the necessary metal coatings. The fat the strands, tapes, fleeces or plates is chosen so that they have a procedural engineering conditional maximum value does not exceed, so that an over the cross-section is equal thick, crack-free and pore-free coating is created.

Die Dicke der fertigen Elektrode, die größer ist als die verfahrens technisch bedingte maximale Dicke der einzelnen Stränge, Bänder, Vliese, Platten und dergleichen wird dann dadurch erreicht, daß man mindestens zwei oder mehrere der mit den [Jberzügen versehenen Stränge, Bänder, Vliese, Platten oder dergleichen aufeinander schichtet und diese dann einer Wärmebehandlung unterzieht oder einer Widerstandsschweißung oder dergleichen unterwirft und dadurch eine metallische Verbindung zwischen den einzelnen Platten herstellt. Bei einer solchen Wärmebehandlung werden alle Berührurgspunkte, die sich zwischen den einzelnen, in den jewelligen Plattenoberflächen liegenden Fasern ergeben, miteinander leitend verbunden. Dabei kann so verfahren werden, daß das Verbinden ohne Anwendung äußeren Druckes vorgenommen wird und daher ohne Formänderung der aufeinander geschichteten Vliese oder Platten und ohne Beeinträchtigung des Porenvolurnens erfolgt, wie dies in der ileutsehen Patentschrift 1 205 363 der Anmelderin im einzelnen beschrieben ist.The thickness of the finished electrode that is greater than the process technically determined maximum thickness of the individual strands, tapes, fleeces, plates and the like is then achieved by having at least two or more the strands, tapes, fleeces, plates or the like provided with the coverings layers on top of each other and then subject them to a heat treatment or a Resistance welding or the like is subjected and thereby a metallic connection between the individual plates. Such heat treatment will be all points of contact that are between the individual, in the respective plate surfaces lying fibers result, conductively connected to each other. This can be done in this way that the joining is done without the application of external pressure and therefore without changing the shape of the layered nonwovens or panels and without impairment of the pore volume takes place, as in the German patent 1 205 363 of Applicant is described in detail.

Man erhält dann Blektroclenplatten mit der gewiirischten Dicke und einer Porenstruktur, die von der Porenstruktur der einzelnen Platten, aus denen sie aufgebaut ist, praktisch nicht abweicht.One then obtains sheet metal plates with the expected thickness and a pore structure that differs from the pore structure of the individual plates that make up it is built up, practically does not differ.

In vielen Fällen ist; jedoch die hoiln Porosität, die beim Aufbringen der Überzugsmetalle oder Überzugslegierungen auf den Vorprodtikteri von Vorteil ist, bei den fertlgen Elektroden nicht mehr notwendig. Es kaxln dann in einfacher Weise durch eine mecliallische Verdichtungs beispielsweise durch Pressen, Walzfell und dergleichen vor und/oder während und/ oder nach der Erzeugung einer elektrisch leitenden Verbind dung zwischen den einzelnen aufeinander geschichteten Platten die gewünschte Porosität eingestellt werden. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die aufeinander geschichteten Stränge, Bänder, Vliese, Platten oder dergleichen während der Wärmebehandlung so belastet werden, daß sich die gewünschte Enddicke und damit die geforderte Porosität bei dem Sinterprozess einstellt. Ein zu starkes Zusammenpressen während der Wärmebehandlung wird in einfacher Weise dadurch verhindert, daß man in Formen arbeitet und beispielsweise an den Längskanten der Platten Distanzstücke mit der gewünschten Elektrodendicke einlegt.In many cases it is; however the hoiln porosity that occurs when applying the coating metals or coating alloys on the Vorprodtikteri advantageous is with the finished electrodes not necessary anymore. It kaxln then in a simple manner by mechanical compression, for example Pressing, rolled sheet and the like before and / or during and / or after production an electrically conductive connection between the individual layers Plates can be adjusted to the desired porosity. Is of particular advantage it if the strands, tapes, fleeces, plates or the like layered on top of one another during the heat treatment are so stressed that the desired final thickness and thus sets the required porosity in the sintering process. Too strong Compression during the heat treatment is prevented in a simple manner by that you work in forms and, for example, spacers on the longitudinal edges of the plates with the desired electrode thickness.

Sofern die Anforderungen an die mechanischen und elektrischen Eigenschaften nicht so groß sind, daß die auSeinander geschichteten Vliese oder Platten an sämtlichen Berührungspunkten über die ganze Fläche miteinander metallisch verbunden sein müssen, kann die Verbindung auch durch Widerstandsschweißung, Löten, Schmelzschweißen und dergleichen erfolgen. Bei dieser Arbeitsweise werden die mit dem Metallilberzug versehenen porösen Bänder, Vliese, Platten oder dergleichen auf das gewünschte Maß der fertigen Elektroden zugeschnitten und an den einzelnen, für die Widerstandsschweißung vorgesehenen Stellen durch Pressen verdichtet. Die verdichteten Bereiche können durch elektrische Widerstandsschweißung, beispielsweise durch Punkt- oder Rollenschweißung, Elektronenstrahl schweißung oder dergleichen metallisch wld elektrisch leitend miteinander verbunden werden, wie dies in der deutschen Patentschrift 1 225 026 der Anrnelderin im einzelnen beschrieben ist.Provided the requirements for the mechanical and electrical properties are not so large that the layered nonwovens or plates on all Points of contact must be metallically connected to one another over the entire surface, the connection can also be made by resistance welding, soldering, fusion welding and the like take place. In this way of working, those with the metal silver slide provided porous tapes, fleeces, plates or the like to the desired size of the finished electrodes cut to size and attached to each one for resistance welding provided Places compacted by pressing. The densified areas can be through electrical Resistance welding, for example by spot or roller welding, electron beam Welding or the like, metallic wld connected to one another in an electrically conductive manner as described in detail in the applicant's German patent specification 1,225,026 is described.

Bei weniger hohen Anforderungen können zum Verbinden der aufeinander geschichteten Platten auch nur mechanische Verfahren, wie beispielsweise Nieten, Nageln, Klammern, Schrauben, Falten, Bördeln, Nähen und dergleichen herangezogen werden. Die für die Verbindung vorgesehenen Stellen können dabei vorher örtlich verdichtet, vorgepreßt, werden, oder auch nicht verdichtet sein, oder bei der Herstellung der Verbindung selbst mitverdichtet werden. Weiterhin sind alle Kcmbinationen zwischen Schweiß- und Lötverfahren und den mechanischen Verfahren möglich.If the requirements are not so high, you can connect the one on top of the other layered panels also only mechanical processes, such as riveting, Nailing, stapling, screwing, folding, flanging, sewing and the like are used will. The locations provided for the connection can be localized beforehand compressed, pre-compressed, will or may not be compressed, or during manufacture of the connection itself. Furthermore, all combinations are between Welding and soldering processes and mechanical processes are possible.

Neben dem Vorteil einer wirtschaftlichen und fehlerfreien Herstellung von Ueberzügen hat das erfindungsgemäße Verfahren den weiteren Vorteil, daß sowohl bei dem Verbinden der aufeinander geschichteten Platten durch eine Wärmebehandlung als auch durch Widerstandsschweißen zwischen die Platten beispielsweise Drähte, Drahtgeflechte, verschweißte Drahtnetze, Bänder, perforierte Folien, Blechstreifen und dergleichen aus Edelmetallen, Re innickel, vernlekeltem Eisen, versilbertem Kupfer und dergleichen eingelegt und diese bei der Wärmebehandlung oder beim Verschweißen metallisch und elektrisch leitend oder beim Nieten, Nageln, Klammern, Schrauben, Falten, Nähen elektrisch leitend mit dem Trager material verbunden werden können. Für die Stromableitung notwendige und/oder riir eine Erhöhung der mechanischen Stabilität gewünschte Elemente lassen sich somit in beliebiger Weite in die Elektroden einbauen. Man kann für diese zusätzlichen Einlagen dem ttberzug smetall entsprechende Metalle oder Metall-Legierungen verwenden, oder auch dem Trägermaterial zntsprechende Werkstoffe einsetzen, die mit dem gleichen TJberzugsmetal:l oder der gleichen Überzugsiegle rung versehen sind, wie die Gerüste selbst.In addition to the advantage of an economical and error-free production of coatings, the inventive method has the further advantage that both in the connection of the laminated plates by means of a heat treatment as well as by resistance welding between the plates, e.g. wires, Wire meshes, welded wire nets, tapes, perforated foils, sheet metal strips and the like made of precious metals, nickel, nickel-plated iron, silver-plated copper and the like inlaid and this during the heat treatment or when welding metallic and electrically conductive or when riveting, nailing, Clamps, screws, folds, sewing are electrically connected to the carrier material can be. Necessary for the discharge of current and / or for an increase in the elements desired mechanical stability can thus be in any width install in the electrodes. You can use the cover for these additional deposits smetall use appropriate metals or metal alloys, or the carrier material Use appropriate materials with the same coating metal: l or the The same coating sealant is provided as the scaffolding itself.

Besonders vorteilhaft ist es beim erfindungsgemäßen Verfahrn, daß man bei Elektroden für Brennstoffzellen, die eine über die Querschnitte unterschiedliche, definierte Porosität aufweisen sollen, dünne Einzelplatten herstellen kann, welche sich in ihrer Porosität unterscheiden. Durch Aufeinanderschichten von mehreren solcher Platten erhält man eine Elektrode, bei welcher das Porenvolumen und die Porenweite auf der einen El-ektrodenoberfläche groß, auf der anderen klein sein können. Auf diese Weise kann man auch Schichten aus Pulver und Schichten aus Fasern kombinieren.It is particularly advantageous in the method according to the invention that in the case of electrodes for fuel cells, which have a different cross-section, should have defined porosity, can produce thin individual plates, which differ in their porosity. By stacking several of these on top of one another Plates you get an electrode with which the pore volume and the pore size large on one electrode surface, small on the other. on layers of powder and layers of fibers can also be combined in this way.

Es ist beim erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, wischen die einzelnen aufeinander geschichteten Platten Lose, pulverförmige oder faserförmige Metalle oder Metall-Legierungen und/oder pulverförmige oder fa serförmige mit Metall- oder Legierungsüberzügen versehene Substanzen und/oder auch katalytisch wirksame oder aktive Stoffe, wie beispielswelse\ Raney-Nickel und dergleichen, einzulagern.It is also possible in the method according to the invention to wipe the individual sheets stacked on top of one another loose, powdery or fibrous Metals or metal alloys and / or powdery or fiber-like with metal substances provided with or alloy coatings and / or also catalytically active or to store active substances such as Raney nickel and the like.

Zur Stromabführung kann es vorteilhaft sein, die mehrschichtige Elektrodenplatte an den Rändern und/oder über größere zusammenhängende Flächen zu verdichten.It can be advantageous to use the multilayer electrode plate for current discharge to compact at the edges and / or over larger contiguous areas.

Die3 ist besonders dasul von Vorteil, wenn die aufeinander geschichteten Platten nur mechanisch durch Nieten, nageln KLammern, Schrauben, Falten, Bördeln, Nähen und dergleichen mtteiriander verbunden wurden. An solchen verdichteten Stellen lassen sich dann zur Stromableitung beispielsweise Blechstreifen anbringen.The3 is particularly beneficial when the layered one on top of the other Plates only mechanically by riveting, nailing clips, screws, folding, flanging, Sewing and the like were connected to each other. In such condensed places sheet metal strips, for example, can then be attached to conduct electricity.

Die nach dem erfindunsgemäßen Verfahren hergestellten Elektropen können ohne Schwierigkeiten in bekannter Weise mit aktiver Masse gefüllt und formiert oder im Falle von Brennstoffzellen mit Katalysatoren versehen werden.The electropen produced by the process according to the invention can filled without difficulty in a known manner with active material and formed or in the case of fuel cells are provided with catalysts.

Sofern wegen des elektrochemischen Verhaltens in Elektroden von beispielsweise Batterien eine Legierung2bildung oder Vermischung von den Überzugsmetilen oder -Legierungen mit den Trägermaterialien bei der Wärmebehandlung unerwünscht ist, können zwischen dem Überzugsmetall oder der berzugslegierung und dem Trägerinaterial in bekaluiter Weise auch diffusionshemmende Schichten eingebracht werden. Bei der Verwendung von Eisenfasern als Trägermaterial und NickelwiberzAgen ist es beispielsweise von Vorteil, zunächst auf die Eisenfasern beispielsweise auf galvanisehem Wege Silberniederschläge abzuscheiden und erst anschließend den Nickelüberzug aufzubringen. Da die Löslichkeit von Silber sowohl in Eisen als auch in Nickel äußerst gerilig ist-, wird dadurch eine Diffusion zwischen Eisen und dem Nickelüberzug verhindert.If because of the electrochemical behavior in electrodes of, for example Batteries form an alloy or Mixing of the coating metals or alloys with the carrier materials are undesirable during the heat treatment can be between the clad metal or alloy and the carrier material Diffusion-inhibiting layers can also be introduced in a conventional manner. In the It is, for example, the use of iron fibers as a carrier material and nickel wire coats It is advantageous to first deposit silver on the iron fibers, for example by electroplating to be deposited and only then to apply the nickel coating. Because the solubility is extremely gerilig of silver in both iron and nickel - is thereby made prevents diffusion between iron and the nickel coating.

Claims (15)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Batterien oder Brennstoffzeilen, bei dem metallische und/oder nichtmetallische Trägermaterialien in Pulver- oder Faserform verwendet werden, die in Form von Filzen, Vliesen, Bändern oder Platten, welche gegebenenfalls einem vorausgehenden Sinterprozess unterzogen und einzeln mit den für den jeweiligen Anwendungszweck der Elektroden notwendigen Metall-oder Legierungsüberzügen versehen worden sind, zu Elektroden in mindestens zwei Lagen aufeinander geschichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzelnen Schichten vor dem Füllen mit aktiver Masse über die ganze Fläche an allen Berührungspunkten zwischen den in den Oberflächen liegenden Fasern und/oder an einzelnen Stellen örtlich elektrisch leitend miteinander verbindet.1. Process for the production of electrodes for batteries or fuel cells, in which metallic and / or non-metallic carrier materials in powder or Fiber form are used, in the form of felts, fleeces, tapes or plates, which may be subjected to a previous sintering process and individually with the metal or metal required for the respective application of the electrodes Alloy coatings have been provided to form electrodes in at least two layers are stacked on top of one another, characterized in that the individual layers before filling with active material over the entire surface at all points of contact between the fibers lying in the surfaces and / or locally at individual points electrically conductively connects to each other. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzelnen Schichten ohne Anderung der Porenstruktur sowie ohne knderung des für die Aufnahme der aktiven Masse notwendigen Porenvolumens elektrisch leitend miteinander verbindet.2. The method according to claim l, characterized in that the individual layers without changing the pore structure and without changing the for the absorption of the active material necessary pore volume electrically conductive with one another connects. D. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß für Elektroden, deren Porenvolumen kleiner sein soll als das der Vorprodukte, ein definiertes Porenvolumen durch eine mechanische Verdichtung vor und/oder während und/oder nach der Erzeugung der elektrisch leitenden Verbindung vorgenommen wird.D. The method according to claim l, characterized in that for electrodes, whose pore volume should be smaller than that of the preliminary products, a defined pore volume by mechanical compression before and / or during and / or after generation the electrically conductive connection made will. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Trägermaterial einsetzt, dessen Schmelz- oder Erweichungspunkt um mehr als 100°C über dem Schmelzpunkt des Überzugsmetalls bzw. der Überzugslegierung liegt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that one uses a carrier material whose melting or softening point is higher than 100 ° C above the melting point of the coating metal or the coating alloy. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung durch eine Wärembehandlung vornimmt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the connection is made by heat treatment. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung über die ganze Fläche vornimmt.6. The method according to claim 5, characterized in that the Makes connection over the entire surface. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis , dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung durch Widerstandsschweißen, Löten, Schmeizschweißen, Mieten, Nageln, Klammern, Schrauben, Falten, Nähen, Bördeln vornimmt.7. The method according to claim 1 to, characterized in that one the connection by resistance welding, soldering, fusion welding, renting, nailing, Clamps, screws, folds, sews, flanges. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die für die Verbindung vorgesehenen Stellen vorher örtlich verdichtet.8. The method according to claim 7, characterized in that the Places provided for the connection previously compacted locally. 9. Verfahren nach Anspruch L bis 8> dadurch gekenn zichnet, daß man zwischen die aufeinander geschichteten und mit Überzugsmittel überzogenen Filze, Vliese, Bänder oder Platten zusätzlich Drähte, Drahtgewebe, an den Kreuzungspunkten verschweißte Drahtnetze, Drahtgeflechte, perforierte Folien, Streifen oder Bänder aus Metall einlegt urld diese bel der Wärmebehandlung oder beim Verschweißen mt-ta1lisch und elektrisch leitend oder beim Nieten, Nageln, Klammern, Schrauben, Falten, Nähen, Bördeln elektrisch leitend auf dem Trägermaterial verbindet.9. The method according to claim L to 8> marked zichnet that one between the layered one on top of the other and with coating agents coated felts, fleeces, tapes or plates in addition to wires, wire mesh Wire nets, wire meshes, perforated foils, welded at the crossing points, Strips or bands of metal are inserted urld these for the heat treatment or in the case of welding mt-ta1lisch and electrically conductive or in riveting, nailing, stapling, Screws, folds, sews, flanges in an electrically conductive manner on the carrier material. LO. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, iltbß die zusätzlichen Drähte, Drahtgewebe, Drahtnetze, Drahtgeflechte, perforierten Folien, Streifen oder Bänder aus dem gleichen Metall oder der gleichen Metall-Legierung bestehen wie der Überzug.LO. Method according to Claim 9, characterized in that the additional Wires, wire mesh, wire nets, wire mesh, perforated foils, strips or Tapes are made of the same metal or metal alloy as the Coating. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Drähte, Drahtgewebe, Drahtnetze, Drahtgeflechte, perforierten Folien, Streifen oder Bänder mit dem gleichen Überzugsmetall oder der gleichen Überzugslegierung versehen sind wie die Gerüste.11. The method according to claim 9, characterized in that the additional Wires, wire mesh, wire nets, wire mesh, perforated foils, strips or Provide strips with the same coating metal or the same coating alloy are like the scaffolding. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Ii, dadurch gekennzeichnet, daß man für das Aufeinanderschichten verschiedene Platten mit unterschiedlicher Dichte, Porenvolumen und Porenstruktur verwendet0 12. The method according to any one of claims 1 to Ii, characterized in that that you have to stack different plates with different Density, pore volume and pore structure used0 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die einzelnen aufeinander geschichteten Platten lose, pulverförmige oder faserförmige Metalle oder Metall-Legierungen und/oder pulverförmige oder faserförmige mit Metall- oder Legie rungsüberzügen versehene Substanzen eingelagert werden.13. Procedure according to one of claims 1 to 12, characterized in that between the individual Stacked sheets of loose, powdery or fibrous metals or metal alloys and / or powdery or fibrous with metal or Substances provided with alloy coatings are stored. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die einzelnen Platten in bekannter Weise Legierungeschichten aufbringt und diese gegebenenfalls chemisch vorbehandelt, so daß die fertige Elektrode hochaktive Zwischenschichten enthält.14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in, that alloy layers are applied to the individual plates in a known manner and if necessary chemically pretreated, so that the finished electrode is highly active Contains intermediate layers. 15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur StromabflIhrung die mehrschichtige E1ektrodenplatte an den Rändern oder über geeigilete zusammenhängende Flächen verdichtet wird.15. The method according to claim 1 to 14, characterized in that the multi-layer electrode plate at the edges or above for current drainage Appropriate contiguous areas are compacted.
DE19691901046 1969-01-10 1969-01-10 Production of electrodes for batteries - and fuel cells Pending DE1901046A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691901046 DE1901046A1 (en) 1969-01-10 1969-01-10 Production of electrodes for batteries - and fuel cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691901046 DE1901046A1 (en) 1969-01-10 1969-01-10 Production of electrodes for batteries - and fuel cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1901046A1 true DE1901046A1 (en) 1970-07-16

Family

ID=5722072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691901046 Pending DE1901046A1 (en) 1969-01-10 1969-01-10 Production of electrodes for batteries - and fuel cells

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1901046A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3318629C1 (en) * 1983-05-21 1984-10-11 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 7000 Stuttgart Metallized plastic fiber electrode frame based on non-woven material for battery electrodes
DE3337751C1 (en) * 1983-10-18 1985-02-07 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3000 Hannover Process for improving the load capacity of battery electrodes
DE102015203104A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-25 Technische Universität Dresden Method for connecting components made of metallic open-porous materials

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3318629C1 (en) * 1983-05-21 1984-10-11 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 7000 Stuttgart Metallized plastic fiber electrode frame based on non-woven material for battery electrodes
DE3337751C1 (en) * 1983-10-18 1985-02-07 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3000 Hannover Process for improving the load capacity of battery electrodes
DE102015203104A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-25 Technische Universität Dresden Method for connecting components made of metallic open-porous materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69600882T2 (en) Process for producing a porous metal body, electrode substrate for batteries, and process for producing them
DE69004391T2 (en) Process for producing an electrode with a foam-shaped support for electrochemical generator and electrode obtained in this process.
DE2836836A1 (en) AIR ELECTRODES
DE69813164T2 (en) Process for the production of a porous electrode filled with active material
DE1063233B (en) Electrode for alkaline collectors, the active mass carrier of which consists of metal threads sintered together or the like, as well as a method and device for their production
DE3217217C2 (en) Contact brush and process for its manufacture
DE3026778A1 (en) ELECTRODE
DE1596240B2 (en) ELECTRIC ACCUMULATOR WITH ELECTRODES, THE CARRIERS OF WHICH ARE MADE OF FIBER FABRIC OR FELT
DE2710908A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A METAL / PLASTIC COMPOSITE ELECTRODE
DE1102288B (en) Process for the production of an oxide cathode for electrical discharge tubes
DE1771399A1 (en) Thin electrodes for fuel elements and processes for their manufacture
DE1901046A1 (en) Production of electrodes for batteries - and fuel cells
DE4120359A1 (en) Electrochemical cells - have electrode layer of sintered metal bonded to mat with sintered metal (oxide)powder
DE2223083A1 (en) Electrode plate for battery cells and method of manufacture
DE4019092C2 (en)
DE1922953A1 (en) Electrode for batteries and fuel cells
DE69204550T2 (en) Method for connecting a metallic conductor to an electrode containing a foam structure as a carrier part for an electrochemical generator and electrode obtained in this method.
DE1933305B2 (en) METHOD OF MANUFACTURING A COMPONENT FOR FUEL ELEMENTS
DE2166925C3 (en) Process for the production of two-layer contact pieces as a molded part
EP1284510B1 (en) Method of manufacturing an electrode substrate for a fuel cell unit and thus produced substrate
DE1671475A1 (en) Current collector framework for electrochemical cells made of a metallically solidified graphite base, such as graphite felt, graphite wool or graphite fabric
DE2639881A1 (en) Frame for accumulator plate - assembled from perforated strip on edge forming a cellular structure
DE1421613B2 (en) Method for producing a porous electrode for current-supplying elements, in particular for fuel elements
DE4408579C2 (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing this capacitor
DE2631776A1 (en) ELECTRIC CAPACITOR