DE2160201B2 - Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen

Info

Publication number
DE2160201B2
DE2160201B2 DE2160201A DE2160201A DE2160201B2 DE 2160201 B2 DE2160201 B2 DE 2160201B2 DE 2160201 A DE2160201 A DE 2160201A DE 2160201 A DE2160201 A DE 2160201A DE 2160201 B2 DE2160201 B2 DE 2160201B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nickel
electrodes
electrode
gas
carbonyl
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.)
Granted
Application number
DE2160201A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2160201C3 (de
DE2160201A1 (de
Inventor
Horst Dipl.-Chem. Dr. 7057 Endersbach Buehl
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.)
Deutsche Automobil GmbH
Original Assignee
Deutsche Automobil 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 Deutsche Automobil GmbH filed Critical Deutsche Automobil GmbH
Priority to DE19712160201 priority Critical patent/DE2160201C3/de
Priority claimed from DE19712160201 external-priority patent/DE2160201C3/de
Priority to IT54279/72A priority patent/IT982401B/it
Priority to GB5533772A priority patent/GB1405000A/en
Priority to FR7243008A priority patent/FR2162219B1/fr
Publication of DE2160201A1 publication Critical patent/DE2160201A1/de
Publication of DE2160201B2 publication Critical patent/DE2160201B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2160201C3 publication Critical patent/DE2160201C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

eine erwünschte Verfestigung des Materials erreicht Zweckmäßigerweise wird als Schutzgas Wasserstoff verwendet, da damk zusätzlich eine erwünschte Reduktion erzielt werden kann. Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 300 bis 6000C vorgenommen.
Als Temperaturbereich für die vorzunehmende Sinterung hat sich als vorteilhaft der Bereich von 400 bis 8000C erwiesen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur weiteren Erhöhung der mechanischen Festigkeit des nach der Formung erhaltenen Körpers vorgesehen, daß dieser Körper auf einen mechanisch festen Nickelkörper aufgesintert wird. Als derartiger Trägerkörper kann beispielsweise ein Netz, ein Blech oder auch ein perforiertes Blech Verwendung finden.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, da.8 als inertes Gas bei der tnermischen Zersetzung des Nickelcarbonyls Stickstoff, ein Edelgas oder Kohlendioxid verwendet wird
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß gasförmiges Nickelcarbonyl mit Stickstoff im Verhältnis von 1 :15 bis 1 :30 gemischt wird.
Vorzugsweise erfolgt die thermische Zersetzung des Nickelcarbonyls im strömenden Gasgemisch. Dabei ist es durch geeignete Wahl der Strömungsgeschwindigkeit, bzw. des Mengenstromes möglich, den Aufbau des erhaltenen voluminösen Materials zu beeinflussen. Zweckmäßigerweise wird das Gasgemisch durch ein auf etwa 300 bis 5000C erhitztes Rohr geleitet, wobei in diesem Rohr vorzugsweise im Strömungsweg Hindernisse vorgesehen sind, welche die Bildung des voluminösen Materials begünstigen.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung bestehen die Hindernisse aus Einsatzkörpern aus Reaktionsprodukt, wobei die Einsatzkörper auflieizbar sein können.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine wandernde Aufheizzone vorgesehen, d. h-, die Aufheizzone wird im Falle der Verwendung eines Rohres, durch das das Gasgemisch geleitet wird, längs dieses Rohres bewegt
Die mechanische Verformung dieses voluminösen Materials erfolgt vorzugsweise durch Pressen oder Walzen, wobei auch mit einer geheizten Presse oder Heißwalzen gearbeitet werden kann, um den Vorgang der Wärmebehandlung mit dem Preß- oder Walzvorgang zu kombinieren.
Als Preßdruck wird zweckmäßigerweise ein Druck im Bereich von 0,5 bis 20 kp/cm2 und insbesondere ein Druck im Bereich von 1 bis 5 kp/cm2 verwendet
Der Aufbau des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen voluminösen Materials kann durch Änderung der Konzentration des Nickelcarbonyls in der Gasmischung, des Gasdruckes und/oder der Temperatur beeinflußt werden. Außerdem lassen sich die Eigenschaften des erhaltenen Sintergerüstes auch durch entsprechende Bemessung des Preßdruckes beim Formen des voluminösen Materials zu einem Preßling variieren.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert
Beispiel
Nickeltetracarbonyl wurde durch Erwärmen auf etwa 700C verdampft und das erhaltene Gas mit Stickstoff im Volumenverhältnis 1 :20 gemischt Dieses Gasgemisch wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5cm/sec unter Normaldruck durch ein auf 4000C erhitztes Quarzrohr geleitet wobei in einer Stunde 150 g an voluminösem Material erhalten wurde. Dieses Material wurde anschließend mit einem Druck von 1 kp/cm2 zu einer Scheibe von 25 mm Durchmesser gepreßt und bei 7000C unter Wasserstoff atmosphäre '/ϊ Stunde getempert
Bei der darauffolgenden Imprägnierung des erhaltenen scheibenförmigen Trägergerüstes mit Nickelhydroxid nach dem Kandier-Verfahren ergab sich eine Nikkelhydroxidelektrode, die nach dem Laden in einer Halbzellen-Meßanordnung eine gewichtsbezogene Kapazität von 160 Ah/kg lieferte. Zum Vergleich sei angeführt daß mit Nickeloxidelektroden, die ein aus Nickelpulver gesintertes Stützgerüst enthalten, maximal 100 Ah/kg erreichbar sind.
Dieses Betspiel zeigt daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Elektroden mit besonders günstigem Leistungsgewicht erhalten werden, wobei von besonderer Bedeutung ist daß die Durchführung dieses Verfahrens keine praktischen Schwierigkeiten bereitet

Claims (10)

ver. >s 20 Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen, durch Mechanische Verformung und Sinterung des durch thermische Zersetzung von Nickelcarbonyl in Anwesenheit von Inertgas erhaltenen Nickels, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiges Nickelcarbonyl mit Inertgas im Verhältnis 1 :t bis 1:100 gemischt durch ein erhitztes Rohr hindurchgeleitet und so zu einem tokker zusammenhängenden voluminösen Material zersetzt wird und das bei diesem Vorgang gebildete voluminöse Material für die Bildung des Elektrodengerüstes verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas bei der thermischen Zersetzung des Nickelcarbonyls Stickstoff, ein Edelgas oder Kohlendioxyd verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmiges Nickelcarbonyl mit Stickstoff im Verhältnis 1 :1 bis 1 :30 gemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet daß Nickeltetracarbonyl durch Erwärmen auf etwa 700C verdampft und das erhaltene Gas mit Stickstoff im Volumenverhältnis 1 :20 gemischt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Zersetzung des Nickelcarbonyls bei strömendem Gasgemisch erfolgt und ein einstellbarer Mengenstrom angewandt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch durch ein auf etwa 300 bis 5000C erhitztes Rohr hindurchgeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß im Strömungsweg als Hindernisse Querschnittsveränderungen und/oder Einsatzkörper vorgesehen sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Einsatzkörper aus Reaktionsprodukt bestehen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsaukörper aufgeheizt werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß mit einer längs dem Strömungsweg des Gasgemisches wandernden Aufheizzone gearbeitet wird. 5<>
Elektroden mit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung SS eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen, durch mechanische Verformung und Sinterung des durch thermische Zersetzung von Nickelcarbonyl in Anwesenheit von Inertgas erhaltenen Nickels.
Für galvanische Elemente mit alkalischen Elektrolyten ist Nickel ein sehr wichtiges Elektrodengerüstmaterial. weil es einerseits gegen Lauge in einem weiten Potentialbereich beständig ist und weil andererseits die vom Elektrodengerüst kontaktierten aktiven Materialien häufig aus Nickel bestehen, so daß eine Verbindung der aktiven Masse mit dem Trägergerüst durch Aufsintern oder durch elektrochemische Abscheidung leicht ir.
Zur Erzielung von Elektroden mit sehr günstigem Leistungsgewicht die für viele Anwendungszwecke benötigt werden, wurden bereits als Trägergerüst Fasermatten, Vliese oder Gewebe aus leitenden oder nichtleitenden Materialien verwendet, die oberflächlich mit einer Metallisierung versehen wurden. Auch bei derartigen Trägergerüsten wird vorzugsweise zur Oberflä chenmetallisierung bzw. zur Schaffung einer leitenden Deckschicht Nickel verwendet Obwohl auf diese Weise prinzipiell Elektroden mit sehr günstigem Leistungsgewicht erhalten werden können, ist diese Lösung nicht zufriedenstellend, da eine gleichmäßige Vernickelung des Fasermaterials mit erheblichem Aufwand verbun den ist und eine Vielzahl von Arbeitsgängen bei der Herstellung des Trägergerüstes erfordert So ist es not wendig, das Fasermaterial zunächst mit einer Nickelsalzlösung zu tränken, aus der anschließend ein Niederschlag der Metallschicht erfolgt und dann nach dem Vernickeln einen Wasch- und Trockenprozeß durchzuführen. Nickelschichten ausreichender Dicke werden jedoch nur nach mehrmaliger Wiederholung dieses Verfahrens erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es. ein einfach und wirtschaftlich durchführbares Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen zu schaffen, welches zu einem besonders günstigen Leistungsgewicht der Elektrode
führt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß gasförmiges Nickelcarbonyl mit Inertgas im Verhältnis 1 :1 bis 1 :100 gemischt durch ein erhitztes Rohr hindurchgeleitet und so zu einem locker zusammenhängenden voluminösen Material zersetzt wird und das bei diesem Vorgang gebildete voluminöse Material für die Bildung des Elektrodengerüstes verwendet wird.
Der überraschende Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die thermische Zersetzung des Nickelcarbonyls nicht zur Abscheidung von glatten Nickelschichten oder von Nickelpulver führt sondern daß vielmehr ein nur locker zusammenhängendes und sehr voluminöses Material erhalten wird. Dieses Material läßt sich einfach durch mechanische Einwirkung in die gewünschte Elektrodenform bringen.
Um die mechanische Stabilität des Trägergerüstes zu ι verbessern, sieht die Erfindung in einer vorteilhaften Weiterbildung vor, daß das voluminöse Material vor der mechanischen Verformung unter Schutzgas oder im Vakuum einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung S des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das voluminöse Material während oder nach der mechanischen Verformung unter Schutzgas oder im Vakuum einer Wärmebehandlung unterzogen. Auch auf diese Weise wird
DE19712160201 1971-12-04 1971-12-04 Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen Expired DE2160201C3 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712160201 DE2160201C3 (de) 1971-12-04 Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen
IT54279/72A IT982401B (it) 1971-12-04 1972-11-24 Procedimento per la realizzazione di un supporto di nichel per elettrodi in elementi galvanici
GB5533772A GB1405000A (en) 1971-12-04 1972-11-30 Production of electrodes in galvanic elements
FR7243008A FR2162219B1 (de) 1971-12-04 1972-12-04

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712160201 DE2160201C3 (de) 1971-12-04 Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2160201A1 DE2160201A1 (de) 1973-06-07
DE2160201B2 true DE2160201B2 (de) 1975-06-19
DE2160201C3 DE2160201C3 (de) 1976-02-05

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
GB1405000A (en) 1975-09-03
IT982401B (it) 1974-10-21
FR2162219B1 (de) 1978-03-03
DE2160201A1 (de) 1973-06-07
FR2162219A1 (de) 1973-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2005571C3 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung dünner, poröser Formkörper
DE69504433T2 (de) Verfahren zur Herstellung von korrosionsbeständigen, porösen metallischen Bauteilen
DE1233834B (de) Elektrode fuer Elektrolyseure und Brennstoff-elemente mit oberflaechlicher Doppelskelett-Katalysator-Struktur
DE69205881T2 (de) Behandlung von Sinterlegierungen.
AT206867B (de) Metallische Formkörper mit oberflächlicher Doppelskelett-Katalysator-Struktur
DE1533320C3 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von porösen Metallkörpern
DE1300597B (de) Verfahren zur Herstellung einer Kohleelektrode fuer Brennstoffelemente, die ein katalytisch aktives Metall enthaelt
DE1758827C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Metallfaserteilen
DE1771399A1 (de) Duenne Elektroden fuer Brennstoffelemente und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3004080C2 (de) Verfahren zum Beschichten einer porösen Elektrode
DE3424203A1 (de) Diaphragma fuer alkalische elektrolysen und verfahren zur herstellung desselben
DE2160201C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen
DE2160201B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes aus Nickel für Elektroden in galvanischen Elementen
DE1286757B (de) Verfahren zur Herstellung von poroesem Silber
DE3872344T2 (de) Verfahren zur herstellung von metallfasergegenstaenden.
DE2019766C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Folie aus Polytetrafluoräthylen und einem feinteiligen Material
DE1421613B2 (de) Verfahren zum Herstellen einer porösen Elektrode für stromliefernde Elemente, insbesondere für Brennstoffelemente
DE1289157B (de) Verfahren zur Herstellung einer Gasdiffusionselektrode fuer galvanische Brennstoffelemente
DE2206567C1 (de) Verfahren zur Herstellung von porösen Membranen für die Ultrafiltration und nach diesem Verfahren hergestellte Membranen
DE1059738B (de) Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtenmetalls
DE1921211B2 (de) Verfahren zur herstellung von hochfesten werkstoffen aus polykristallinen metallwhiskern
DE2510078C3 (de) Gasdiffusionselektrode für elektrochemische Zellen
CH618808A5 (en) Process for preparing an electroconductive material.
DE2327885C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektrodengerüstes für Elektroden in galvanischen Elementen
DE2552645C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines zum Dampfreformieren von Kohlenwasserstoffen und zur Methangewinnung geeigneten Katalysators

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8330 Complete disclaimer