DE23086C - Neuerungen in der Konstruktion von Sekundär-Batterien - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. October 1882 ab.

Diese Erfindung bezweckt die Herbeiführung einer wesentlichen Zeitersparnifs für die Operation des »Formirens« von Secundär-Batterien und eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit letzterer.

Ihr zufolge werden die erforderlichen Elektroden in der Weise gebildet, dafs man geschmolzenes Blei in einem geeigneten Gefäfs einer Schüttelung unterwirft so lange, bis es in fein vertheilten Zustand übergegangen ist, dafs man alsdann das so gebildete Bleimehl mit Quecksilber überzieht und daraus schliefslich durch Aufwand von Druck die Elektrode herstellt. Hierbei ist der Quecksilberüberzug kein s.o wesentliches Merkmal dieser Erfindung, als dafs von ihm nicht auch in gegebenen Fällen Abstand genommen werden könnte.

Die Ueberführung von Blei in fein vertheilten Zustand geschieht bei der Arbeit in kleinerem Mafsstabe zweckmäfsig unter Zuhülfenahme eines hölzernen Gefäfses von passender Gröfse, dessen kreisrunder Boden schwach concav gewölbt, und welches mit einem Deckel abgeschlossen ist. In dieses Gefäfs wird flüssiges Blei eingegossen und ihm -alsdann, während das Blei flüssig und der Gefäfsdeckel abgenommen ist, von Hand eine langsame Bewegung um seine Achse gegeben, derart, dafs hierbei das geschmolzene Blei in der Gefäfsmitte nnzertheilt bei einander bleibt. Dadurch wird die Erhaltung einer gleichmäfsigen Temperatur innerhalb der ganzen Masse bezweckt. Sobald aber das Metall Anzeichen zum Festwerden oder der Krystallbildung erkennen läfst, wird der Deckel geschlossen und sicher befestigt, sowie das Gefäfs entweder in seitlicher oder senkrechter Richtung mit solcher Heftigkeit geschüttelt, dafs die sich zu bilden beginnenden Bleikuchen . gegen Seiten, Boden und Deckel des Gefäfses angetrieben werden. In diesem Stadium der Operation ist das Blei geneigt, überaus leicht auseinanderzubröckeln, infolge dessen das gekennzeichnete Schütteln genügt, um es mit Leichtigkeit in Mehl oder feines Pulver umzuwandeln. Etwa noch darin enthaltene gröbere Körnchen können mittelst Siebvorrichtungen ausgeschieden werden.

Das eben geschilderte Verfahren kann noch wie folgt rnodificirt werden:

Man entfernt den das flüssige Blei enthaltenden Schmelztiegel vom Öfen und rührt seinen Inhalt um so lange, bis dieser den oben charakterisirten halbflüssigen Zustand annimmt. Alsbald wird hiernach das Metall in das erwähnte Gefäfs übergegossen und der schon beschriebenen Schüttelung unterworfen.

Oder man fügt zu dem im Schmelztiegel enthaltenen flüssigen Blei einige Bleikörner, z. B. solche, wie sie mittelst Siebprocesses aus dem Bleipulver vorhergehender Operationen abgeschieden worden sind, und mischt diese Körner innig mit dem flüssigen Blei durch Rühren. Sobald die Bleimasse Anzeichen ihres beginnenden Erstarrens giebt, wird sie sofort in das weiter oben erwähnte Gefäfs übergeführt und der erforderliche Schüttelprocefs zur Erzeugung des gewünschten Bleimehles vorgenommen.

Häufig ist es rathsam, Stangen aus Holz oder ähnlichem Material quer über den oberen Theil des eingangs erläuterten Gefäfses zu legen,

zur Unterstützung der darin zu vollführenden Processe.

Bei Herstellung des Bleimehles in gröfserem Mafsstabe findet ein Behälter von ähnlicher Beschaffenheit, wie der bereits gekennzeichnete, Verwendung, nur ist der räumliche Inhalt desselben der Bleimenge anzupassen, die bei je einer Operation verarbeitet werden soll. Aufserdem werden hierbei mechanische Vorkehrungen zur Unterstützung und Führung des Behälters zunächst während der langsameren Bewegung von Hand (so lange das Blei noch flüssig), sodann aber auch während der mechanisch hervorgebrachten, heftig schüttelnden Bewegung im zweiten Stadium des Processes zur Anwendung gebracht. Diesbezügliche Einrichtungen können in mannigfaltiger Weise getroffen werden. Besonders geeignet hat sich erwiesen, den Behälter an der Pleuelstange eines Kurbelmechanismus aufzuhängen. .-, Der letztere tritt dabei nur während des zweiten Operationsstadiums in Wirksamkeit zur Vollführung der Schüttelungen in verticaler Richtung.

Das Beispiel einer Vorrichtung zur Hervorbringung der erforderlichen Schüttelung auf mechanischem Wege ist auf beiliegender Zeichnung veranschaulicht. Hier ist A das das flüssige Blei aufnehmende Gefäfs, α α dessen Deckel, welcher durch Ueberschnappfedern b b festgehalten wird, 'und sind c c Querstangen innerhalb des Gefäfses. Eine Lenkstange B ist bei g an den Boden des Gefäfses A angeschlossen und mittelst herausnehmbaren Bolzens e an einem Wandarm d drehbar. gelagert. C ist eine auf einer Welle sitzende Kurbel, die in Verbindung mit einer gegabelten Pleuelstange D steht. Die beiden abwärtsgerichteten Arme f dieser letzteren fassen an eine unter dem Gefäfs A liegende Querstange an beiden Enden an und stehen durch diese in Connex mit der Lenkstange B.

Wirkungsweise: Angenommen, die Lenkstange B sei durch Herausnahme des Bolzens e von ihrem Arm d losgelöst und das Gefäfs A hänge an der Kurbelwelle, der Deckel α α sei geöffnet. Nachdem man nun flüssiges Blei in das Gefäfs eingegossen, versetzt man letzteres von Hand in mäfsige Bewegung. Sobald sich Zeichen beginnender Krystallisation einstellen, wird schnell der Deckel α α aufgesetzt, die Lenkstange B an den Wandarm d angeschlossen und die Kurbelwelle in Gang gesetzt. Dieses hat ein heftiges Auf- und Abschütteln des ganzen Gefäfses, verbunden mit geringeren Schwankungen nach rechts und links, zur Folge und infolge dessen wieder ein schnell von statten gehendes Zerbröckeln der Bleimasse in ein feines Pulver. Weiterhin wird der Mechanismus CD wieder in Stillstand gebracht, werden die Deckel α α geöffnet und wird durch Kippen' des Gefäfses das Blei auf Siebe ausgeschüttet; die letzteren sondern gröbere Körner, welche etwa mit dem feineren Pulver vermengt sind, ab.

Im Falle, wo das geschmolzene Blei so lange im Schmelztiegel verbleibt, bis es halbfest zu werden anfängt, mufs selbstredend das Gefäfs (wie A in beiliegender Zeichnung) unverzüglich nach dem Einbringen der halbfesten Masse aus dem Schmelzkessel in heftig schüttelnde Bewegung gesetzt werden.

. Rathsam ist es, alle, die erläuterten Operationen in der Nähe eines Rauch- und Dunstfanges, welcher nach einer Niederschlagkammer hinführt, vorzunehmen, damit jeder übermäfsig feine, in die Aufsenluft übergehende Bleistaub, welcher die Athmungsorgane, überhaupt den Gesundheitszustand der Arbeiter zu beeinträchtigen vermöchte, möglichst schnell abgeleitet und weiterhin behufs Wiedergewinnung niedergeschlagen werde.

Das in der bezeichneten Weise gewonnene Bleimehl wird hierbei in eine schwache Lösung eines salpetersauren oder anderen löslichen Quecksilbersalzes eingebracht und mit dieser etwa 5 Minuten lang gut durch einander gemischt. Eine Lösung von ungefähr 20 Grain '(= 1,6 g) salpetersaurem Quecksilbersalz im Quart (= 1,4 1) Wasser genügt für den hier interessirenden Zweck. Im allgemeinen ist ein streng innegehaltenes Lösungsverhältnifs nicht von Bedeutung; nur fand sich, dafs bei Anwendung stärkerer Lösungen eine gröfsere Schnelligkeit der Mischung erforderlich sei, als bei Ver-, Wendung schwächerer Lösungen. Die Folge dieser Mischung des Bleimehles mit der be^ zeichneten Lösung ist eine Amalgamirung der einzelnen Bleipartikel, d. h. ein »Ueberziehen« derselben mit Quecksilber.

Dieses amalgamirte Bleimehl wird nunmehr in eine grofse Flasche oder ein anderes passendes Gefäfs eingebracht und einem durchfliefsenden Strom erwärmten Wassers ausgesetzt; hierbei wird die Masse gut gerührt, so dafs jedes Körnchen derselben vom Waschwasserstrom getroffen werde. Zweck dieser Auswaschung ist die Entfernung aller löslichen Salze und Säuren, die dem Bleimehl nach seiner Behandlung mit Quecksilber noch anhaften können und anderenfalls bestrebt sein würden, die Wirksamkeit der aus dem amalgamirten Bleimehl schliefslich construirten Batterie zu beeinträchtigen.

Die nach dem Zusammenrühren mit der Quecksilbersalzlösung zurückbleibende Flüssigr keit kann abgegossen und in mit Zinkspänen versehene Gefäfse geschüttet werden, um so in der Lösung etwa noch vorhandenes Blei oder Quecksilber wieder zu gewinnen.

Eine genügende Menge des in der bezeichneten Weise hergestellten amalgamirten und gewaschenen Bleimehles wird behufs Bildung

einer Batterieplatte" nun in eine geeignete Form eingebracht. Diese besteht im wesentlichen aus einem starren Rahmen von einer der herzustellenden Platte entsprechenden Gestalt, ruht auf einem ebenen Tisch und besitzt einen in sie leicht eingepafsten Kolben. In das Bleimehl wird nun nahe dem einen Ende des Rahmens ein (zweckmäfsigerweise vorher amalgamirtes) Bleistück eingelegt derart, dafs es, hierbei in einer Aussparung des Rahmens ruhend, um einen gewissen Betrag vorsteht; dieses Stück dient bei der späteren Batterieplatte zur Herstellung elektrischer Verbindungen. Hierauf wird die Form zu einer hydraulischen oder anderen Presse hingebracht und ihr Inhalt einem so starken Druck ausgesetzt, dafs die Umwandlung des Mehles in eine feste Platte erfolgt. Nachdem weiterhin die ganze Form umgewendet worden, setzt man den vorerwähnten Kolben auf die comprimirte Platte und prefst sie sammt dem nunmehr in ihr festsitzenden bleiernen Contactstück aus der Form heraus. Es ist rathsam, die Compression des Bleimehles vorzunehmen, während sich dasselbe noch ,in feuchtem Zustande befindet. Nach der Ueberführung desselben aber in Plattenform und der Entfernung der Platte aus dem Formrahmen mufs die letztere noch einem Trockenprocefs unterworfen werden, worauf sie erst ihre vollständige Festigkeit annimmt, wie solche während des Gebrauches in einer Batterie dann auch aufrecht erhalten bleibt.

Statt des in die Platte miteingeprefsten Contactbleistückes kann erforderlichenfalls eine Klemmschraube oder ein anderes Mittel zur Herstellung von elektrischen Verbindungen mit der Platte vereinigt werden. Dieses Verbindungsmittel wird am besten ebenfalls amalgamirt.

So präparirte Platten bilden nun die Elektroden und werden in der für Secundär-Batterien bekannten Weise eingestellt in mit schwacher Säurelösung angefüllte Behälter behufs Bildung einer Batterie, deren »Formation« in einer von der üblichen nicht abweichenden Art geschieht.

Nach dieser Erläuterung wird ausdrücklich erklärt, dafs Eigenthumsrecht nicht beansprucht wird für die Benutzung fein vertheilten Bleies überhaupt bei Secundär-Batterien (ausgenommen nur die Anwendung von Bleimehl, welches in der vorbeschriebenen Weise gewonnen wurde); dafs ebenso wenig für neu gehalten wird die Anwendung von Quecksilber zur Amalgamirung oder Ueberziehung der Metallplatten oder Elektroden von Secundär-Batterien; auch nicht die Bildung solcher festen Platten oder Elektroden durch starke Compression metallischer Massen.

Claims (2)

Patent-AnSprüche:

1. Bei der Construction von Secundär-Batterien die Benutzung von Elektroden, gebildet aus fein vertheiltem Blei, welches in diesem pulverförmigen Zustande »amalgamirt« (d. i. mit Quecksilber überzogen) wurde, und welches danach in feste Platten zusammengeprefst wurde.

2. Bei der Construction von Secundär-Batterien die Anwendung fein vertheilten Bleies, welches in diesen (mehligen oder pulverförmigen) Zustand übergeführt wurde, durch anfänglich langsame Schüttelung flüssigen Bleies in einem offenen Gefäfs, dann aber (nämlich sobald Anzeichen einer beginnenden Erstarrung oder Krystallisirung des Bleies eintreten) durch heftige Schüttelung in demselben, nunmehr verschlossenen Gefäfs.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.