DE194868C

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Publication number: DE194868C
Application number: DENDAT194868D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ju 194868 KLASSE 21 b. GRUPPE

RICHARD HUGL und THEOBALD HARMSEN

in WIEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Dezember 1905 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Elektrodenplatten, welche sich insbesondere dadurch auszeichnen, daß sie bei äußerst geringer Stärke und hoher Elastizität fast gänzlich oder zum größeren Teile aus Depolarisationsmasse bestehen können und eine sehr große und gleichmäßige Porosität aufweisen. Insbesondere soll mit der Erfindung bezweckt sein, die Elektrodenplatten mit den einfachsten Mitteln und zu einem äußerst geringen Preise herzustellen, so daß gegebenenfalls die verbrauchte Depolarisationsmasse nach Regenerierung auf schnellem, billigem Wege von neuem zu Elektrodenplatten verwendet werden kann.

Die zur Erzeugung der Platte dienenden Stoffe werden in feinster Pulverform und mit. einem Zusatz von in der Wärme leicht schmelzenden Bindemitteln, wie Paraffin, Wachs, Harz, Schwefel, verwendet. Sollen die Elektrodenplatten in Elementen oder Sammlern mit alkalischem Elektrolyten Verwendung finden, so kommt als Bindemittel in erster Linie Paraffin in Betracht.

Um die Leistungsfähigkeit der Elektrode zu erhöhen, kann der Masse Kohle (Graphit, Retortenkohle usw.) zugefügt werden. Die Festigkeit bzw.. Elastizität der Platte wird in bekannter Weise .durch die Anwendung eines skelettartigen Trägers erzielt, an welchem die Elektrodenmasse in geeigneter Weise befestigt, wird. Von den genannten Bindemitteln werden der pulverförmigen, für die Elektroden zu verwendenden Masse etwa 5 Prozent zugesetzt und unter Erwärmung so lange verrührt, bis das Bindemittel gleichmäßig in der Masse verteilt ist, worauf mit dem Verrühren bis zur Erkaltung der Masse fortgefahren wird. Die Masse erlangt dadurch eine körnige Struktur, wobei die einzelnen Partikelchen mit einer ganz feinen Schicht des Bindemittels leicht überzogen erscheinen. Die feinkörnige Masse wird durch Sieben sortiert und die feinsten Körner zur Erzeugung sehr dünner Elektrodenplatten verwendet, während die gröberen Körner für dicke Platten Anwendung finden können.

Die Herstellung der Elektrodenplatten selbst findet in folgender Weise statt. Auf einer ebenen Unterlage werden Blätter irgendeines aufsaugungsfähigen Papieres (Fließpapieres) oder anderen Stoffes übereinander ausgebreitet. Auf diese Blätter ist die körnige Elektrodenmasse in völlig gleichmäßiger Schicht aufzubringen. Dies geschieht am besten mit einer für diesen Zweck besonders hergestellten Dosiervorrichtung, welche aus einem, genügend schweren Rahmen von der Größe der Platte besteht, der mit in Abständen von 1 bis 3 cm angeordneten, dünnen geraden Rippen überquert ist, deren Höhe sich nach der gewünschten Dicke der zu erzeugenden Elektrodenplatte richtet. Diese Rippen können jedoch auch in der Weise innerhalb des

Rahmens angeordnet sein, daß sie Vielecke, z. B. Sechsecke, bilden. Nach Auflegung dieses Rahmens, dessen Rippen die aufsaugende Fläche auf der Unterlage glatt festhalten, wird die körnige Elektrodenmasse in den Rahmen eingeschüttet und der Überschuß durch Abstreichen entfernt, wobei die Rippen ein Mitreißen von körniger Masse unterhalb der oberen Fläche verhindern und

ίο eine gleichmäßig starke Schicht ergeben. Nach dem Abheben des Rahmens wird auf die zurückbleibende, völlig gleich verteilte Schicht der Elektrodenmasse der oben genannte skelettartige Träger aufgelegt. Dieser kann zweckmäßig aus einem Fasergewebe, perforiertem Papier, perforiertem Metallblech, Metallgewebe o. dgl. bestehen; in den letzteren Fällen bildet der Träger zugleich den eigentlichen leitenden Teil der Elektrode.

Auf den skelettartigen Träger wird dann wiederum ein mit Rippen versehener Rahmen aufgelegt und nach Aufschütten des Elektrodenmaterials der Überschuß glatt abgestrichen. Die Rippen dieses Rahmens sollen jedoch zweckmäßigerweise so angeordnet sein, . daß sie in ihrer Stellung gegenüber der Lage der Rippen des für die Bildung der untersten Massenschicht verwendeten Rahmens versetzt oder gekreuzt sind, damit die durch die Rippen hervorgerufenen leeren Stellen in der Massenschicht auf beiden Seiten nicht zusammenfallen. Auf die obere Fläche werden jetzt wiederum nach Entfernung des Abstreichrahmens ein oder mehrere Blätter eines aufsaugungsfähigen Stoffes aufgelegt und die ganze Masse nunmehr unter gleichzeitiger Anwendung von Wärme einem mäßigen Druck ausgesetzt. Bei der Pressung verbinden sich die lockeren Pulverkörnchen zu festen Platten, indem durch das nur mäßig vorhandene Bindemittel gleichsam ein Verfritten der einzelnen Körner herbeigeführt wird. Das überschüssige Bindemittel wird während des Pressens durch die aufsaugungsfähigen Papier- oder Stoffeinlagen aufgenommen, so daß nur noch ein ganz geringer Prozentsatz davon (nicht mehr als 3 Prozent) übrig bleibt, welcher in dieser geringen Masse weder die Leitungsfähigkeit der Elektrode noch die elektrochemischen Vorgänge bei Benutzung derselben im Element beeinträchtigt. *

Die aus der Presse kommenden Elektrodenplatten erhärten nach Entfernung der Unterlage und Beseitigung der aufsaugenden Flächen sehr schnell. Sie sind vollkommen gleichmäßig dick und zeigen eine matte und fein gerauhte körnige Oberfläche, welche eine gute Adhäsion 'des Elektrolyten zuläßt.

Außerdem besitzen die Elektrodenplatten bei sehr geringer Stärke einen hohen Grad von Elastizität, eine durchgehend gleichartige Porosität, die infolge der Verfrittung der einzelnen Körner entsteht.

Die in Alkalien zur Verwendung gelangenden Platten können einzeln oder auch zu zweien übereinandergelegt verwendet werden. Im ersteren Falle wird an einer Seite ein schmaler Streifen aus Nickelblech befestigt, welcher den Rand der Platten klammerartig umfaßt und an diesem festgepreßt wird. Der Ableitungsstreifen kann mit diesem Klammerstreifen aus einem Stück bestehen oder an ihm in geeigneter Weise befestigt sein.

Bei Anwendung von zwei übereinandergelegten Elektroden, z. B. in einem alkalischen Elektrolyten, wird zwischen die Elektroden ein mit einem Ableitungsstreifen versehenes Metallgewebe oder dünnes, zweckmäßig perforiertes Blech gelegt und auf dieser Einlage die beiden aus der Depolarisationsmasse hergestellten Platten durch auf die Ränder aufgesetzte klammerartige Streifen aus Metall oder anderem Material zusammengehalten.

Sollen Diaphragmen für die Platten verwendet werden, so können dafür Papier- oder Gewebestücke gewählt werden, welche auf die Elektrodenplatten aufgelegt werden. Zum Schütze gegen Faltigwerden, Verziehen oder sonstige Verletzungen dieser leicht zerstörbaren Diaphragmen, sowie um dieselben sehr dicht an der Platte zu erhalten, können auf das Diaphragma zu beiden Seiten der Elektrode Metallgewebe o. dgl. aufgelegt und mittels Klammerstreifen zusammengehalten werden.

Das beschriebene Verfahren gestattet die Herstellung von sehr dünnen Elektroden, welche insbesondere als positive Polelektroden unter Verwendung von geeigneten Stoffen bei geringem Gewicht eine große Depolarisationsfähigkeit aufweisen. Als besonderes Beispiel sei die Herstellung von Elektrodenplatten mit Kupferoxyd als Depolarisationsmasse erwähnt. Solche Elektroden können unter Einlage eines Drahtgewebes für Primär- und Sekundärelemente auf sehr billige Weise hergestellt werden, wobei fast die ganze Elektrode aus depolarisierender Masse besteht.

Da das Kupferoxyd durch den Strom zu Kupfer reduziert wird, so kann das Elektrodenmaterial nach der völligen Reduktion wiederum verwendet werden, indem die verbrauchten Elektroden gebrannt werden, wodurch die Masse wieder zu Pulver zerfällt, welches- hierbei zugleich zu Kupferoxyd oxydiert werden kann. Dieses Kupferoxyd kann nun in oben beschriebener Weise wiederum zu Platten verarbeitet werden.

Es gestattet somit das ■ vorliegende Ver-

fahren, dasselbe depolarisierende Material auf einem so einfachen und billigen Wege immer wieder von neuem zu verwenden, daß ein Aufladen oder Regenerieren der Elektroden auf andere Weise sich nicht lohnt. Diese Elektroden können infolgedessen insbesondere für transportable Zwecke, z. B. für Taschenbatterien oder Kraftfahrzeuge vorteilhaft verwendet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von Elektrodenplatten aus pulverförmigem Elektrodenmaterial mit skelettartigem Träger unter Verwendung, eines in der Wärme schmelzenden Bindemittels, wie Paraffin, dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Material unter Zusatz einer verhältnismäßig sehr geringen Menge d-es Bindemittels erwärmt und bis zum Erkalten verrührt, und daß dann daraus durch mäßigen Druck und gleichzeitige Erwärmung eine Platte hergestellt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Elektrodenplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Bindemittel versehenen Massekörnchen in gleichmäßiger Schicht auf eine aufsaugungsfähige, nicht abfasernde Unterlage, zweckmäßig Fließpapier, gebracht werden, dann nach Auflegen des skelettartigen Trägers und nochmaligem Aufbringen einer gleichmäßigen Schicht von Masseteilchen . eine zweite aufsaugungsfähige Schicht aufgelegt wird, worauf durch mäßigen Preßdruck unter gleichzeitiger Erwärmung Bindung der lockeren Massen unter gleichzeitiger Absaugung des überschüssigen Bindemittels an der Oberfläche der zu bildenden Platte erfolgt.