DE2161373A1

DE2161373A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrode fuer alkalische zellen

Info

Publication number: DE2161373A1
Application number: DE2161373A
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Dipl Ch Mardersteig
Original assignee: VARTA AG
Current assignee: VARTA AG
Priority date: 1971-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1973-06-14
Also published as: SE379892B; GB1419785A

Description

Reg.-Nr. 3FP 180-DT 6233 Kelkheim, 1.12.1971

6P-Pri-Se

YARTA AKTIENGESELLSCHAFT, 6 Frankfurt/Main

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für alkalische Zellen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für alkalische Zellen.

Üblicherweise werden Elektroden mit Silberoxid als elektrochemisch aktiver Masse hergestellt, indem aufgelockerte Strukturen aus elementarem Silber durch Formation in Silberoxid umgewandelt werden.

Dabei kann man entweder unmittelbar Silberpulver sintern oder aber von Silberoxid ausgehen und dieses zunächst als Paste auf einen Träger aufbringen, die Grünlinge danach durch geeignetes Erhitzen thermisch in zusammengesintertes elementares Silberpulver überführen und schließlich nachpressen. Die auf dem Weg über das Silberoxid hergestellten Elektroden lassen sich besser formieren; üblicherweise bestehen somit die Elektroden aus einem Sintergerüst, das als Verstärkung und Stromableiter oft noch ein Gitter, meist aus Silberstreckmetall, enthält. Diese Elektroden werden zur Formierung in alkalischer Lösung anodisch oxidiert, dabei wird mei«t ein Oxidationsgrad entsprechend etwa einem AgO^ η bis AgO„ Q erreicht. Ihre Kapazität in Amperestunden ist dair.it im Vergleich mit Elektroden, die reine AgO enthalten, ger. In formierten Kiek trod en lassen sich weiterhin meist

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Alkalireste nachweisen, die sich auf die Lagerfähigkeit ungünstig auswirken. Ihre Herstellung ist teuer und zeitraubend.

Silberoxidplatten mit guten elektrochemischen Eigenschaften, jedoch mit g-eringer mechanischer Festigkeit, können bekanntermaßen auch direkt aus Silberoxid, vorzugsweise Silber(II)-oxid, entweder durch trockenes Verpressen unter hohen Drucken oder über eine Paste aus Wasser und Silberoxid hergestellt werden.

Aus der FR-OS 2 010 079 ist bereits eine Silberoxidelektrode für alkalische Primärelemente bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest auf einer Seite einer kompakten oder porösen Trägerschicht aus Metall, insbesondere Struktui*- metall, chemisch gewonnenes Silber(Il)-oxid aufgebracht ist, das 0,2 bis 10 Gew.% bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.#, eines kaltfließenden, gegenüber dem Silber(II)-oxid beständigen, Polymerisates in feinverteilter Form enthält. Eine solche Elektrode wird hergestellt, indem man das beispielsweise durch Einwirkung von KpSpOg auf AgNO, gewonnene stöchiometrisch zusammengesetzte AgO in ein, ein kaltfließendes Polymerisat enthaltendes Lösungsmittel einträgt, das Lösungsmittel - bevorzugt im Vakuum - ab-P dampft und dabei die Suspension in Bewegung hält, um eine Entmischung zu verhindern. Anschließend zerkleinert und siebt man den lockeren Pulverkuchen; das erhaltene Material wird ohne künstliche Erwärmung - mit oder ohne Stützgerüstmaterial - unter

einem Druck von etwa 0,5 bis 1,4 t/cm in Elektrodenform gepreßt.

Mit den bisher beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer . Silberox.idelektrocle werden auch beispielsweise Nickel- oder Cadmiumelekfcroden hergestellt.

Als Lösungsmittel kommen Benzin oder aliphatische, aromatische und cyclische Kohlenwasserstoffe in Frage. Die ρ ο erhalt ei,· on

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Massen sind alle "brennbar "bis explosiv und ihre Handhabung kann nur unter großen Vorsichtsmaßnahmen erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das die Herstellung einer Elektrode für alkalische Zellen ermöglicht, die ohne gesintert und anschließend formiert zu werden, eine den Sinterelektroden entsprechende mechanische Elastizität aufweist. Gleichzeitig soll durch das erfindungsgeraäße Verfahren die Unfallgefahr stark herabgesetzt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die elektrochemisch aktive Masse und Polytetrafluoräthylenpulver trocken miteinander gemischt werden und daß anschließend die Mischung mit oder ohne Stützgerüstmaterial zu einer Elektrode verpreßt wird.

Besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, 1 bis 10 Polytetrafluoräthylenpulver, bezogen auf die elektrochemisch aktive Masse, mit dieser trocken zu vermischen. Vorzugsweise wird ein Polytetrafluoräthylenpulver einer Korngröße von 10 bis 50 /η verwendet. Die so erhaltene Mischung wird gesiebt und anschließend, mit oder ohne Trägergerüstmaterialien, zu Elektroden verpreßt. Erfindungsgemäß wird dabei ein Preßdruck von 0,5 bis 3 t/cm aufgewendet.

Als Ein- oder Auflage für die Elektroden können dünnschichtige poröse bzw. perforierte Träger, wie Netze, G-ewebe, nagelperforierte Folien oder S.interfolien aus Silber, Kupfer oder versilbertem Kupfer dienen. "Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von einfach oder doppelt gestrecktem Streckmetall erw.i ofsrm, in welchem die ElektrodenmasBo sich sehr fest verankert,

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!Dieses Verfahren eignet sich beispielsweise zur Herstellung von Nickel- oder Cadmium-Elektroden, besonders geeignet ist dieses Verfahren zur Herstellung einer Silber(II)-oxid-Elektrode.

Um die Stromableitung zu verbessern und um insbesondere bei raehrhaltigem Wiederaufladen des Elementes das sogenannte "Arbeiten" der Elektrode besser abfangen zu können, hat es sich als empfehlenswert erwiesen, dem AgO-PuIver noch Silberpulver und/oder Silberspäne zuzusetzen.

Gegenüber den bekannten Elektroden, bei deren Herstellung als Binder ein Kaltpolymerisat verwendet wird, wiesen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektroden ein besseres Tieftemperaturverhalten bei der Entladung auf. Äußerndem besitzen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektroden eine weit bessere Lagerfähigkeit, da eine Reduktion des elektrochemischen aktiven Materials, bedingt durch Reste des Lösungsmittels oder gegebenenfalls des oxidierbaren Binders, entfällt.

Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine erheblich einfachere Masseherstellung, da das Arbeiten mit irgendwelchen LÖBungs- oder Anteigmitteln entfällt. Dadurch entfallen die aufwendigen Trocknungsprozesse und des weiteren hat die Masse und die daraus hergestellten Preßelektroden im Gegensatz 7,v Elektroden, bei denen kaltfließendes Poljonerisat als Bindemittel verwendet wird, den Vorteil, nicht brennbar zu sein.

τ Patentansprüche

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Claims

Reg.-Nr. 3FP 180-DT

6233 Kelkheim, 1.12.1971 GP-Fri-Se

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für alkalische Zellen, dadurch gekennzeichnet, daß elektrochemisch aktive Masse und Polytetrafluoräthylen trocken miteinander gemischt werden und daß anschließend die Mischung mit oder ohne Stützgerüstmaterial zu einer Elektrode verpreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

1 bis 10 Gew.$ Polytetrafluoräthylenpulver, bezogen auf die elektrochemisch aktive Masse, mit dieser trocken vermischt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemisch aktive Masse mit Polytetrafluor-äthylen einer Korngröße von 10 bis 50 /u trocken vermischt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, ( daß die Mischling unter einem Druck von 0,5 bis 3 t/cm~ zu Elektroden verpreßt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dai3 e fci\ra stöcliiometr Lach zunfir.t'nengesetKteö Silber(II)—ox !.eipulver und Polytetrctfluortithylenpulver trocken miteinander gemischt werden.

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