DE1960180C - Trager fur die negative aktive Masse von Bleiakkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit Trägern für die muß, damit eine lange Lebensdauer der Träger und

negative aktive Masse von Bleiakkumulatoren. der damit ausgerüsteten Bleiakkumulatoren erreicht

Es isi. bekannt, daß Bleiakkumulatoren ein relativ wird.

hohes Arbeitsgewicht, .lämlich 30 bis 35kp/kWh Die Erfindung betrifft also einen Träger für die haben. Dieses nachteilig hohe Arbeitsgewicht der 5 negative aktive Masse von Bleiakkumulatoren mit im Bleiakkumulatoren wird im wesentlichen durch zwei wesentlichen aus Schwefelsäure bestehendem Elektro-Faktoren bedingt. Einerseits sind bei Bleiakkumula- lyten, bestehend aus einem aus Titan ausgeführten toren die Träger für die aktive Masse aus Blei, Blei- Grundträger und einer den Grundträger allseitig umantimon- oder -Kobaltlegierungen ausgeführt. Sie gebenden, auf ihm haftenden Deckschicht und besind wegen der Formierungswirkung relativ stark und io steht darin, daß die Deckschicht als Amalgamauflage schwer ausgestaltet. Andererseits werden die elektro- ausgeführt ist. Die Amalgamauflage kann Spuren von chemisch aktiven Massen, bezogen auf den theoreti- Arsen enthalten. Bei der üblichen Ausführungsform sehen elektrochemischen Umsatz, nur gering, nämlich eines Bleiakkumulators mit Bleistaub als negativer bis zu maximal 6O^e/o, üblicherweise nur bis zu 20 aktiver Masse wird man im allgemeinen auch der bis 30 °/o ausgenutzt. Hinzukommt, daß die Verwen- 15 Bleistaub amalgamieren.

dung von Trägern mit groben Gitterstrukturen für die Erfindungsgemäß wird also mit einem Inhibitor

Elektroden keinen sehr nahen Verbund der aktiven gearbeitet, der Inhibitor ist Quecksilber. Uber-

Masse mit den Kontaktflächen des Trägers erlauben. raschenderweise gelingt es so, die beschriebene Her-

Die Massen müssen die Ableitung der an ihnen ge- absetzung der Wasserstoffüberspannung auszuschal-

wonnenen Ströme teilweise über mehrere Millimeter ao ten. Die Quecksilberüberspannung von 0,8 bis 1 Volt

aus sich selbst heraus entwickeln und während des setzt die zerstörende Kraft d?r Lokalelementkette

Lade- und Entladebetriebes halten. Blei-Schwefelsäure-Titan außer Kraft. Es kommt

Man hat auch bereits Träger für die aktive Masse auch über längere Zeit nicht mehr zu einem kathodivon Bleiakkumulatoren vorgeschlagen, bestehend aus sehen Angriff des Titans. Der Elektrolyt bleibt klar, einem aus Titan ausgeführten Grundträger und einer 35 Die Amalgamauflage auf dem aus Titan ausgeführden Grundträger allseitig umgebenden, auf ihm haf- ten Grundträger kann auf verschiedene Weise erzeugt tenden Deckschicht, wobei die Deckschicht aus Platin werden. Gegenstand der Erfindung sind auch entbesteht (vgl. britische Patentschrift 869 618). Platin, sprechende Verfahren.

als »Gift« für Bleiakkumulatoren hinreichend be- Ein Verfahren zur Erzeugung von Amalgamkannt, ist jedoch nur theoretisch als Deckschicht für 30 auflagen auf dem aus Titan ausgeführten Grundträger einen aus Titan ausgeführten Grundträger und einer ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten bis den Grundträger allseitig umgebenden, auf ihm zur kaltgelösten Sättigung ein- oder zweiwertige haftenden Deckschicht für die aktive Masse von Blei- Quecksilberionen, z. B. bis zu etwa 600 ppm warmakkumulatoren brauchbar. In der Praxis hat sich oder kaltgelöstes Quecksilberoxid oder Quecksilbernämlich gezeigt, daß bei sogenannten Lebensdauer- 35 sulfat, zugegeben werden. Hier können dem Elektroversuchen sich das Platin negativ auf die Lebensdauer lyten zusätzlich bis zu etwa 100 ppm Arsenionen dieser Bleiakkumulatoren auswirkt. beigegeben werden, um die sich bildende Amalgam-

Ein besonderes Problem liegt bei Trägern für die auflage durch Spuren von Arsen zu vergiften. Das negative aktive Masse von Bleiakkumulatoren mit im bringt eine zusätzliche Erhöhung der Wasserstoffwesentlichen aus Schwefelsäure bestehendem Elektro- 40 Überspannung an dem aus Titan ausgeführten, mit lyten vor: der Amalgamauflage versehenen Grundträger.

Auf der negativen Seite von Bleiakkumulatoren Ein anderes Verfahren zur Erzeugung von

stellt sich das Problem des Nebeneinander von metal- Amalgamauflagen auf dem aus Titan ausgeführten

lischem Titan und metallischem Blei als negativer Gnmdträger ist dadurch gekennzeichnet, daß dem

aktiver Masse. Bei einer lokalen Berührung des 45 Bleistaub vor Einbringung in den Träger etwa 10 ppm

metallischen Bleis mit dem metallischen Titan wird des Gewichtes Quersilberoxid oder Quecksilbersalze,

das metallische Titan schon nach kurzer Zeit auf- τ- B. Quecksilbersulfat, innig vermischt beigegeben

gelöst. Diese Tatsache wird mit der Herabsetzung werden.

der für die Funktion des Bleiakkumulators am Blei Endlich besteht auch eine Möglichkeit der Erzeunotwendigen Wasserstoffüberspannung in Schwefel- s» gung von Amalgamauflagen auf dem aus Titan aussäure durih das Titan erklärt. Je nach Konzentration geführten Grundträger darin, daß der Grundträger liegt diese Herabsetzung zwischen 0,4 und 0,7VoIt. vor der Berührung mit der aktiven Masse durch Es bildet sich die Lokalelementkette Blei-Schwefel- Behandlung mit einer Quecksilbersalzlösung oder säure-Titan, wobei sich an der Oberfläche des Titans durch Kontakt mit Quecksilber direkt amalgamiert Wasserstoffionen zu atomarem Wasserstoff abschei- ss wird. Vorzugsweise wird der Bleistaub vor Berührung den wollen. Die an dem metallischen Titan sich in mit dem Grundträger durch eine Quecksilbenalz· der Schwefelsaure ausbildende Deckschicht aus lösung zuaiizlieh amalgamlert, Titanoxid bzw. aus basischem Titan(IV>suIfat wird Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind reduzierend zerstört. Bs kommt zur Bildung von zusammengefaßt darin zu sehen, daO nunmehr ein Titan(lll)-ionen, die stark färbend in den Blektrolyten Io Träger für die negative aktive Masse von Bleiakkumu· in Lösung gehen. Praktisch löst sich so ein beispiels- latoren vorliegt, bei dem Titan als Grundträger verweise durch Sinterung porös verfestigtes Gerüst aus wendet ist, dieser Träger aber und der damit Titan in Berührung mit metallischem Blei mecha- bestückte Bleiakkumulator gleichwohl eine lange nlsch und substantiell auf, Lebensdauer haben. Tatsächlich tritt nämlich die ein*

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, «β gangs beschriebene Herabsetzung der Wasserstoff·

anzugeben, wie ein Träger d?r zuvor beschriebenen überspannung nicht mehr auf, so daß auch die damit

Art für die negative aktive Masse von Bleiakkumula- verbundenen Nachteile, Auflösung des aus Titan

toren hinsichtlich der Deckschicht ausgeführt sein ausgeführten Grundfragen, eliminiert worden sind.

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Im folgenden werden Verfahren zur Erzeugung von Amalgamauflagen auf einem aus Titan ausgeführten Grundträger an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert,

AusfUhrungsbeispiel 1

In einem Liter eines im wesentlichen aus Schwefelsäure bestehenden Elektrolyten mit dem spezifischen Gewicht l,2p/cm^s, wie er für Bleiakkumulatoren üblich ist, werden 300 mg gelben Quecksilberoxids unter Erwärmung klar aufgelöst. Nach Erkalten der Lösung werden die Grundträger aus metallischem Titan 30 bis 40 Minuten in den Quecksilberionen enthaltenden Elektrolyten getaucht, wobei sich als Deckschicht eine Amalgamauflage bildet.

Ausführungsbeispiel 2

Ein auf beliebige Weise mechanisch hergestellter Grundträger aus metallischem Titan wird etwa 10 Minuten in eine Quecksilber(II)-chloridlösung getaucht, ao Anschließend kann der so gewonnene, aus Grundträger und Amalgamauflage als Deckschicht bestehende Träger, gut gewaschen und getrocknet für die Aufnahme der aktiven Masse benutzt werden.

Ausführungsbeispiel 3

Der als aktive Masse der negativen Elektrode eines Bleiakkumulators mit im wesentlichen aus Schwefelsäure bestehendem Elektrolyten vorgesehene Bleistaub wird etwa 1 Minute nut einer schwach sauren Quecksilber(I)-nitratlösting in Berührung gebracht. Nach Filtration und Waschung mit destilliertem oder ionenfreiem Wasser wird unter reduzierenden Umständen oder jedenfalls in sauerstofffreier Atmosphäre getrocknet. Derart amalgamiertes Bleipulver kann direkt in dem Grundträger aus metallischem Titan verwendet werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Träger für die negative aktive Masse von Bleiakkumulatoren mit im wesentlichen aus Schwefelsäure bestehendem Elektrolyten, bestehend aus einem aus Titan ausgeführten Grundträger und einer den Grundträger allseitig umgebenden, auf ihm haftenden Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht als Amalgamauflage ausgeführt ist.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amalgamauflage Spuren von Arsen enthält.

3. Träger nach Anspruch I oder 2 in der Ausführungsform mit Bleistaub als aktiver Masse, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Bleistaub amalgamiert ist.

4. Verfahren zur Erzeugung von Amalgamauflagen auf dem aus Titan ausgeführen Grundträger für Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten bis zur kaltgelösten Sättigung ein- oder zweiwertige Quecksilberionen, z.B. bis zu etwa 600ppm warm- oder kaltgelöstes Quecksilberoxid oder Quecksilbersulfat, zugegeben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten zusätzlich bis zu etwa 100 ppm Arsenionen beigegeben werden.

6. Verfahren zur Erzeugung von Amalgamauflagen auf dem aus Titan ausgeführten Grundträger für Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bleistaub vor Einbringung in den Träger etwa 10 ppm des Gewichtes Quecksilberoxid oder Quecksilbersalz, z.B. Quecksilbersulfat, innig vermischt beigegeben werden.

7. Verfahren zur Erzeugung von Amalgamauflagen auf dem aus Titan ausgeführten Grundträger für Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundträger vor der Berührung mit der aktiven Masse durch Behandlung mit einer Quecksilbersalzlösung oder durch Kontakt mit Quecksilber direkt amalgamiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Bleipulver als aktive Masse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Bleistaub vor Berührung mit dem Grundträger durch eine Quecksilbersalzlösung amalgamiert wird.