DE2313523A1

DE2313523A1 - Flussmittel zum verbinden von akkumulatoren mit polleisten

Info

Publication number: DE2313523A1
Application number: DE2313523A
Authority: DE
Inventors: Lester Aronberg
Original assignee: Lake Chemical Co
Current assignee: Lake Chemical Co
Priority date: 1972-03-27
Filing date: 1973-03-19
Publication date: 1973-10-04
Also published as: JPS4913631A; FR2178013B3; US3837932A; BE797337A; IT983555B; FR2178013A1

Description

DIPL.-ING. HANS W. GROENING

DIPL.-CHEM. DR-ALFRED SCHÖN 2313523

PATENTANWÄLTE

S/L 34-3

Lake Chemical Company 250 North Washtenaw Avenue Chicago, 111. 60612/USA

Flußmittel zum Verbinden von Akkumulatoren mit Polleisten

Jie Erfindung betrifft Flußmittel, die zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Fahnen der positiven und negativen Platten oder Gitter eines Bleiakkumulators und den Polleisten der Batterie verwendet v/erden können.

iieim Zusammenbauen der Zellen eines Bleiakkumulators des Typs, wie er in Automobilen verwendet wird, ist es üblich, die Fahnen der Platten oder Gitter, welche die Akkumulatorzellen darstellen, r.it Polleisten zu verbinden. Die Platten oder Gitter sowie die Polleisten bestehen aus einer Bleilegierung mit kleineren !engen, in typischer Weise 3 bis 6 % Antimon. Es ist wichtig, ciaß die Bindung zwischen den Fahnen der Platten oder Gitter und den Polleiscan fest ist, da sonst die Arbeitsweise des Akkumulators in nachteiliger Weise beeinflußt wird. I3ie Erzeugung einer bindung erfordert die Anwendung von Wärme, um ein Verschmelzen des 'letalln der Fahnen mit dem. rietall der Polleisten zu bewirken, 'lan verfährt dabei so, daß man die Fahnen der Platten oder Gitter auf eine Temperatur von ungefähr 232°C (45O F) vorerhitzt

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und die vorerhitzten Fahnen mit dem Metall der Polleisten in Berührung bringt, das in einem geschmolzenen Zustand auf eine Temperatur von ungefähr 495°C (925°F) gehalten wird. Gewöhnlich wird ein Flußmittel auf die Fahnen vor ihrer Kontaktierung mit dem geschmolzenen Metall der Polleisten aufgebracht.

Zur Herstellung einer Bindung zwischen den Fahnen und dem geschmolzenen Metall der Polleisten wurden bisher Flußmittel verwendet, die beispielsweise aus Zinkchlorid und Zinnchlorid oder. Mischungen davon, gelöst in Wasser, wobei gegebenenfalls eine Säure zugesetzt ist, wie beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, bestanden. Diese Flußmittel sind jedoch insofern unbefriedigend, als sie korrodierend wirken und zu einer Bildung von Oxiden neigen. Die Wirkung von Oxiden besteht darin, die Bindung zwischen den Fahnen und den Polleisten zu lockern. Diese gelockerten Bindungen verursachen ein Erhitzen und einen Widerstand in den Zellen des Akkumulators, wodurch die Akkumulatorlebensdauer merklich vermindert wird. Um diese nachteiligen Wirkungen der korrosiven Zink- und Zinnchloridflußmittel zu beseitigen, ist es bekannt, eine Lösung aus einem Alkohol und einem Terpentinharz als Flußmittel zu verwenden. Ein derartiges Flußmittel ist zv/ar nicht korrosiv, es ist jedoch aus einer Vielzahl von Gründen nicht zufriedenstellend.

Durch die Erfindung werden Flußmittel zur Verfügung gestellt, welche nicht mehr die Nachteile der bisher bekannten Flußmittel aufweisen, die zum Verbinden der Fahnen von Platten oder Gittern mit den Polleisten von Akkumulatoren verwendet worden sind. Die erfindungsgemäßen Flußmittel sind nicht nur nicht korrosiv, sondern zeichnen sich auch dadurch aus, daß sie bei relativ hohen Temperaturen wirken, die dann eingehalten werden, wenn Bindungen zwischen den Fahnen und den Polleisten, erzeugt werden-, die gleichmäßig fest sind. Dabei werden keine Verunreinigungen freigesetzt, welche die Luft oder dergleichen verschmutzen.

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Die erfindungsgemäßen Flußmittel enthalten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als wesentliche Bestandteile eine organische, im wesentlichen wasserunlösliche Polycarbonsäure sowie ein wasserlösliches Bindemittel. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Flußmittel in Form wässriger Dispersionen oder Suspensionen verwendet, wobei die wässrige Phase der Dispersion oder Suspension als Träger für die Teilchen der im wesentlichen wasserunlöslichen Polycarbonsäure sowie als Solubilisierungsmittel für das Bindemittel wirkt. Unter dem Begriff "Polycarbonsäure"sollen Säuren mit zwei oder mehr, vorzugsweise 2 bis 4, Carboxylgruppen fallen.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Flußmittel geeigneten organischen Polycarbonsäuren zeichnen sich neben der Tatsache, daß sie im wesentlichen wasserunlöslich sind, dadurch aus, daß sie nicht oder nicht wesentlich bei den Temperaturen sublimieren, die zum Verbinden der Fahnen der Akkumulatorplatten oder -gitter mit den Polleisten eingehalten werden. Wie· vorstehend erwähnt, liegen diese Temperaturen wehr oder weniger in einer Größenordnung von 48O°C (900⁰F). Beispiele für organische Polycarbonsäuren, welche den vorstehend geschilderten Bedingungen entsprechen, sind aliphatische Kohlenwasserstoffdicarbonsäuren, wie·z.B. Adipinsäure und Azelainsäure, aromatische Dicarbonsäuren, beispielsweise Uvitinsäure, Isouvitinsäure sowie Homophthalsäure, aromatische Polycarbonsäuren, wie beispielsweise Pyromellithsäure oder dergleichen. Von den vorstehend erwähnten Säuren ist Adipinsäure besonders wirksam.

Die zur Herstellung der Flußmittel geeigneten Bindemittel können aus einer Vielzahl von wasserlöslichen Gums und Harzen ausgewählt werden. Beispiele sind wasserlösliche Gums, wie z.B. Gummiarabikum, Zedergum und Zebilgum, wasserlösliche cjumartige Verbindungen, beispielsweise Natriumcarboxymethylzellulosen, höhere Fettsäurepartialester von aliphatischen wasserlöslichen mehrwertigen Alkoholen oder Polyhydroxysubstanzen sowie wasserlösliche polymere Materialien, beispielsweise Polyvinylpyrrolidon, wobei die zuletzt genannte Verbindung besonders als Binde-

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mittel bevorzugt wird, da sie außerdem die Benetzungs-, Ausbreitungs- und Kapillarwirkung der Flußmittel erhöht.

Wie vorstehend erwähnt, werden die erfindungsgemäßen Flußmittel in vorteilhafter Weise in Form wässriger Dispersionen oder Suspensionen eingesetzt, wobei die wasserunlösliche organische PoIycarbonsäure, dispergierte oder suspendierte Phase der Dispersion darstellt. Die Verteilung der Säure in der Dispersion oder Suspension kann in der Weise verbessert werden, daß die Größe der Kristalle oder Teilchen der Säure, beispielsweise durch Mahlen vermindert wird. Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit Teilchen erzielt, deren Größe ungefähr 40 bis ungefähr 150 und insbesondere ungefähr 90 bis ungefähr 120 mesh beträgt.

Die zur Herstellung der Flußmittel eingesetzten Mengen an organischer Carbonsäure und Bindemittel ist etwas variabel. In typischer Weise enthält ein Flußmittel in Form einer wässrigen Dispersion oder Suspension ungefähr 10 bis ungefähr 80 und gewöhnlich ungefähr 40 bis ungefähr 6O Gew.-% der wasserlöslichen organischen Polycarbons'äure und ungefähr 0,2 bis ungefähr 5 und insbesondere ungefähr 0,5 bis ungefähr 2 Gew.-% des Bindemittels. Wenn auch Leitungswasser zur Herstellung der Dispersionen oder Suspensionen verwendet werden kann, so ist es dennoch zweckmäßig, destilliertes Wasser für diesen Zweck einzusetzen, insbesondere dann, wenn unerwünschte Chemikalien dem Leitungswasser auf natürliche oder künstliche Weise zugemengt worden sind.

Die erfindungsgemäßen Flußmittel werden in vorteilhafter Weise auf die Fahnen der Akkumulatorplatten oder -gitter bei Umgebungstemperaturen aufgebracht. Die mit Flußmittel überzogenen Fahnen werden dann vorerhitzt, worauf sie in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall der Polleisten in Berührung gebracht werden. Die Flußmittel können auf die Fahnen auf jede übliche Weise aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufpinseln, durch Tauchen, durch Aufsprühen oder dergleichen.

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Wenn auch, wie vorstehend erwähnt, die Flußmittel gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als wesentliche Bestandteile eine wasserunlösliche organische Polycarbonsäure und ein wasserlösliches Bindemittel enthalten, so können sie gemäß einer anderen nicht weniger bevorzugten Ausführungsform frei von Bindemitteln sein, wobei die Polycarbonsäure in trockener, pulverisierter oder pulverartiger Form allein eingesetzt werden kann. In dieser Form wird die trockene pulverisierte Säure in vorteilhafter Weise durch Aufsprühen aus einem Airosolbehälter oder dergleichen auf die Oberfläche der Fahnen aufgebracht, und zwar in vorteilhafter Weise dann, nachdem die Fahnen vorerhitzt worden sind. Gemäß einer anderen, nicht weniger bevorzugten Ausführungsform kann ein inerter Alkohol oder Äther anstelle von Wasser als Träger für die Polycarbonsäure, mit oder ohne Bindemittel,eingesetzt werden. Spezifische Beispiele für Alkohole und Äther, die verwendet werden können und die höher siedenden Alkohole umfassen, sind Äthanol, Isopropanol, Hexanol, Heptanol, Glyzerin und dergleichen sowie höher siedende Äther, wie beispielsweise Methylzellusolve, Äthylzellusolve, Butylzellusolve und dergleichen sowie verträgliche Mischungen aus diesen Substanzen. Wird ein Alkohol oder Äther als Träger verwendet, dann sollten Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um ein- Entweichen von Dämpfen von der Arbeitsstelle zu vermeiden.

Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Flußmittel. Alle angegebenen Teile beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Adipinsäure (100 mesh) 40

Bindemittel (Gummiarabikum) 0,5

Wasser 59,5

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Beispiel 2

Adipinsäure (100 mesh) 40

Bindemittel (PVP-Polyvinylpyrrolidon) 0,5

Wasser 59,5

Beispiel 3

Azelainsäure (80 mesh) 60

Bindemittel (PVP) · 1

Wasser 39

Beispiel 4

Isouvetinsäure (100 mesh) - 45

Bindemittel (PVP) ' 2

Wasser . ■ _v 53

Beispiel 5

Pyromellithsaure (40 mesh) ' 70

Bindemittel (PVP) 1

Wasser 29

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Claims

Patentansprüche

(1.,' Flußmittel zur Herstellung einer Bindung zwischen den Fahnen der Platten eines Bleiakkumulators und den Polleisten für diese Platten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer PoIycarbonsäure und einem wasserlöslichen Bindemittel, wobei die Polycarbonsäure im wesentlichen im Wasser unlöslich ist und bei den Temperaturen, bei welchen die Fahnen der Platten des Akkumulators mit den Polleisten verbunden werden, nicht merklich sublimieren.
2. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine wässrige Suspension der Polycarbonsäure enthält, wobei das Bindemittel in der wässrigen Phase der Suspension löslich ist.
3. Flußmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polycarbonsäure ungefähr 10 bis ungefähr 80 Gew.-% der Suspension ausmacht.
4. Flußmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ungefähr 4O bis ungefähr 60 Gew.-% der Suspension ausmacht.
5. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polycarbonsäure aus Adipinsäure besteht.
6. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus Polyvinylpyrrolidon besteht.
7. Flußmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Phase der Suspension ungefähr 90 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Suspension, ausmacht.
8. Flußmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ungefähr 0,5 bis ungefähr 2 Gew.-% der Suspension ausmacht. _309fU0/0885
9. Flußmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der Säure eine Größe von ungefähr 40 bis ungefähr 150 mesh besitzen.
10. Verfahren zum Verbinden der Fahnen der positiven und negativen Platten eines Bleiakkumulators mit Polleisten, dadurch gekennzeichnet, daß die'Fahnen mit einem Flußmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 überzogen werden, worauf die auf diese Weise überzogenen Fahnen mit den Polleisten verbunden werden, die sich in einem geschmolzenen Zustand befinden.

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