DE2322555C3 - Verfahren zur Herstellung einer laminierten Elektrode für leichtgewichtige Bleiakkumulatoren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer laminierten Elektrode für leichtgewichtige BleiakkumulatorenInfo
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Description
Mittellage der dreischichtig laminierten Elektroden bildet, kann entweder eine Folie aus Blei oder einer
Bleilegierung oder aus einem anderen Material sein.
Ferner kann es sich um einen Papiei bogen handeln, der ein leitendes Material enthält Vorzugsweise handelt
es sich um eine perforierte dünne Bleifolie mit einer offenen Raumfläche (Perforation) von bis zu 90% der
Gesamtfläche der leitenden Folie.
Die Verwendung einer perforierten Folie ist deshalb besonders günstig, da die Löcher mit den Fasern und
dem aktiven Material gefüllt werden können, wenn die dreischichtige Elektrode laminiert wird, so daß auf diese
Weise ein lest und eng miteinander verbundenes Laminat erzeugt wird.
Die Folie kann auch aus leitenden Papieren oder dergleichen bestehen, die beispielsweise feinteilige
Graphit- oder körnige Bleimetallteilchen enthalten, wobei eine dieser Folien als Stromsammler dienen kann.
Die leitende Folie, die als Stromsammler verwendet wird, kann entweder flexibel oder steif sein.
Die synthetischen Fasern, die in den erfindungsgemäßen
Verbundfolien verwendet werden können, sind solche Fasern, die erstens durch den Elektroluen. wie
/um Beispiel Schwefelsäure, der in der Batterie vorliegt,
zweitens durch das in der Verbundfolie vorliegende oder gebildete aktive Material und drittens die Gase im
wesentlichen nicht angegriffen werden, die normalerweise während des Ladens und Entladens der Batterie in
Freiheit gesetzt werden. Von derartigen Fasern seien Polyäthylenfasern und Polypropylenfasern erwähn'.
Es ist besonders zweckmäßig. Fasern mit einer solchen Länge (in mm) und einem solchen Tiier (Denier)
/u verwenden, daß das numerische Produkt aus der Länge der Fasern, multipliziert mit dem Tiier. nicht
größer als 25 ist. Diese Fasern können entweder Monofilamen:e oder Faserbündel sein, die Cellulosefascm
ähnlich sind.
Es wurde ferner gefunden, daß bis zu ungefähr 10% dieser synthetischen Fasern gegebenenfalls durch
natürliche Fasern ersetzt werden können.
Die aktiven Materialien, die in der Verbundfolie verwendet werden können, sind entweder Bleiinelallpulver
oder Bleiverbindungen, wie sie gewöhnlich als aktive Materialien z.ur Herstellung von Blei/Säure-Baitenegittern
eingesetzt werden, zum Bei'piel PbO oder Pb, dreibasisciies Bleisulfat oder vierbasisches Bleisulfat.
Die Menge des in der Verbundfolie eingesetzten aktiven Materials, beispielsweise des ßleioxidpulvers. kann
erheblich variieren. Es ist jedoch vorzuziehen. 50 bis 99 Gew ichtsteile des aktiven Materials in der Verbundfolie
pro Teil der synthetischen Fasern einzusetzen.
Diese leichte Batterieelektrodenstruktur wird in einfacher und wirtschaftlicher Weise hergestellt. Der
homogene Verbund aus synthetischen Fasern und aktivem Material, wie beispielsweise pulverisiertem
Bleioxid, aus welchem die Verbundfolie besteht, wird nach einem Verfahren hergestellt, das dem Verfahren
ähnlich ist, mit welchem in der Papierindustrie Bögen hergestellt werden. Die synthetischen Fasern, die
normalerweise mit einem grenzflächenaktiven Mittel überzogen sind, werden in Wasser unter Bewegen
dispergiert und gründlich unter Bildung einer Aul schlämmung vermischt, die ungefähr 0,05 bis 0,2%
Feststoffe enthält. Dieser Faseraufschlämmung wird das pulverisierte Bleioxidmaterial zugesetzt, worauf nach
einem gründlichen Vermischen ein Ausflockungsmittel zugesetzt wird. Der pH der Aufschlämmung wird dann
so lange herabgesetzt, bis eine große ausgeflockte
Masse aus Fasern und Bleioxid erhalten worden ist. Die ausgeflockte Masse wird filtriert und auf einem Sieb
unter Bildung einer Verbundfolie gesammelt, die aus einer lockeren homogenen Fasermatte besteht, welche
mit dem Bleioxidpulver überzogen ist.
Nach dem Trocknen in Luft wird das Verbundfolien material auf beide Seiten eines leitenden Massenträgers
aufgelegt, beispielsweise einer perforierten Metallfolie aus Blei, worauf die Dreikomponentenstruktur auf eine
Temperatur von 120 bis 200°C unter einem Druck, der
zwischen Atmosphärendruck und 914kp/cm- liegt,
erhitzt wird. Dabei erhält man eine dreischichtig laminierte Elektroden^truktur.
Die erfindungsgemäß hergestellte laminierte Elektrode besitzt eine gute mechanische Festigkeit und läßt sich
in einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellen. Mit ihr lassen sich leichte und wirksam arbeitende
Blei/Säure-Batterien b/w. Bleiakkumulatoren mit zufriedenstellender
Lebensdauer aufbauen.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
f J e i s ρ i e 1 1
Eine Verbundfolie wird in der folgenden Weise hergestellt: 1.9 g Polypropylenfasern (3 den. i mm lang
und 0.025 mm breit), die mit einem grenzflächenaktiven
Mittel überzogen sind, werden mit 5 ml Isopropanol benetzt. Die benetzten Fasern werden zusammen mn
100 ml Wasser in eine Mischeinrichtung gegeben. Nach einem anfänglichen Vermischen werden 800 ml Wasser
zugesetzt und während einer Zeitspanne von 1 Minute eingemischt.
Nach der Überführung in einen großen Behälter wird
Wasser zur Einstellung eines Volumens von !20Om!
zugesetzt, worauf der Easeraufschlämmung 25.2 g Bleioxid (PbO-Baiteriequalität) zugegeben werden. Die
Mischung wird gründlich vermischt.
25 g einer 0.5%igen wäßrigen Losung von Xanthamauni
werden der Mischung zugegeben, worauf unter Kuhren eine Alaunlösung zugesetzt wird, um den
pH-Wert der Aufschlämmung von 9 auf 4 abzusenken. An diesem Punkt bildet die haser/Bleioxid-Mischung
eine voluminöse ausgeflockte Masse.
Die Aufschlämmung, welche die ausgeflockte Masse enthält, wird schnell in eine Handbogenform gegossen,
worauf die Form mit Wasser in einer solchen Menge gefüllt wird, daß eine Konsistenz des Materials von
0.5% feststoffen erzielt wird. Nach einem gründlichen Rühren der Aufschlämmung wird ein »Papierbogen«
durch Ablaufenlassen auf einem Drahtgitter mit lichten Maschenweiten von 0,42 mm gegossen. Der I landbogen
wird von dem Drahtgitter entfernt und trocknen gelassen. Der Bogen enthält 9">
Gew.-% Bleioxid.
Die laminierte dreischichtige E.lektrode wird in der
folgenden Weise hergestellt:
Als M.issenträger wird eine leitende Metallfolie
ausgewählt, die aus einer Bleifolie mit einer Abmessung
von 57 χ 127 mm und einer Dicke von 0,48 mm besteht.
Diese Bleifolie wird mit einem Bienenwabenmuster perforiert, wobei 4,8-nun-l.öcher erzeugt werden, die
eine Gesamtperforation von 56% /ur folge haben.
Eines tier schmalen Enden der Folie bleibt ohne Löcher
und bildet einen 12.7-mm-Vorsprung aus fester Folu·
längs des Endes.
Die vorstehend beschriebene Verbundfolie wird in
/wei Abschnitte mit den Abmessungen 44.5 χ 127 mm zerschnitten, worauf die perforierte Metallfolie /wischen
die handgeschöpften Verbundfolien oder -bogen
gelegt wird. Das Laminieren erfolgt durch I leißverpresscn
der zwei Folien unter einem Druck von 84 kg/cm;
sowie bei einer Temperatur von 165 C während einer Zeitspanne von 10 Minuten.
Eine Dreiplattenzelle wird unter Verwendung dieser
Elektrode in der folgenden Weise hergestellt:
Die laminierte Klektrodc wird in Elektrodenstreifen
mit Abmessungen von 25.4 χ 57.2 mm zerschnitten. Die Streifen werden am Rand mit Paraffin überzogen,
worauf ein 3.2-mm-Blcistab an dem festen Bleivorsprung angelötet wird, der sich aus der Metalifolie
erstreckt. Drei dieser Streifen werden in die vertikalen Schlit/e eines rechtwinkligen Kunststoffgehiitises linie
Bildung einer Dreiplanenzelle eingeführt. Die Schiit/e sind derart ausgelegt, daß sie die .Streifen in einem
Abstand von 3.2 mm halten. Die Zelle wird mit dem Flektrolvten gefüllt (Schwelelsäure mil einem spezifischen
Gewicht von 1.070g cm1) und wahrend einer
Zeitspanne von 24 Stunden formiert, wobei ein konstar,
tes Stromäquivalent von bis zu 15mA/g des positiven
aktiven Materials verwendet wird. Nach tier Formienmg
wird die Saure mit dem spezifischen Gewicht \on
I.OTlig/cm1 durch eine Saure mit einem spezifische!';
Gewicht mim 1.300 g/cm1 ersetzt, woraul eine Kondit!.*-
nierungsladung von 4mA,g des positiven aktiven
Materials wahrend einer Zeitspanne von 1fr Stunden
angelegt wird.
Die Zelle wird dann nut '■>
Fntladungs Ladung*.
Zv klen in der folgenden Weise getestet:
Die Zelle wird über einen IO-()hnvW jcisumd
einladen, Es wird die Zeit eines ieden Z.vkius
autge/eichnel. die erforderlich ist. bis eine Klemmenspannung
\on 1.8 Volt während der Eniiadungspcnnderi
erreic! '■ worden ist.
Der Widerstand bei jeder Fntladungsperu.de derart
gewählt, daß eine durchschnittliche Stromdichte von
7 m-\ u des aktiven Materials erzielt wird. Dann wird
die Zeile bei 2.5 Volt mit einem auf i 20 inA begrenzten
Siroir wahrend einer Zeitspanne \on 1fr Stunden pro
l.adungspenode aufgeladeti. Die vorstehend heschne
benc Fntladungs- und Ladungsmethode wird insgc^i:·::
w iihrenJ 5 \ öl !ständigen Z\ klen durchgeluhr
Die Zelle arbeitet insofern er!« greich. als sie eine
durchschnittliche Spannung von 2.u\oh bei einem
durchschnittlichen Wirkungsgrad ...Mi ungelähr 32.'>""
::'\-· fünf Z\kle:i bcibeh.iit. Die Kapazität der z'eüe
betragt 4 3 m Λ1 F g des gesamten Pia1.· .ng cw ichts.
B e
ρ ι e
Zur Durchführung dieses Beispiels wird in der in
Beispiel 1 beschriebenen Weise eine dreischichtig laminierte Elektrode hergestellt, mit dem Unterschied,
daß Polyäthylenfasern anstelle der Polypropylenfasern verwendet werden.
Die Verbundfoiien werden nach der in Beispiel 1
beschriebenen Methode hergestellt. Die eingesetzte Metallfolie ist mit der Folie gemäß Beispiel I identisch.
Die dreischichtig laminierte Elektrode wird unu :
Finhaltung der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Temperatur
1 38 C" beträgt. Die Zelle hält eine durchschnittliche
Spannung von 2.0 Volt während fünf Zyklen auliecht. Der durchschnittliche Zclleiiwirkungsgrad beträgt 441Vn.
Die Zellcnkapaz.ität wird zu 71 niAH/g des gesamten
Plattengewichts ermittelt.
B e i s ρ ι e 1 e 3 bis 10
Diese Beispiele zeigen die Wirkungen, die ■'arm
erzielt werden, wenn die Menge des aktiven Bleioxids in
den Verbundfolien verändert wird sowie die Wirkungen
die auf Veränderungen des Druckes des Heißpressen,
der fertigen laminierten Elektroden zurückzuführen sind. Mehrere laminierte dreischichtige Elektroden
werden gemäß Beispiel 1 hergestellt. Die Verbundfoiien enthalten wechselnde Mengen an aktivem Material
(Bleioxid). Die fertigen Elektroden werden unter verschiedenen Drücken sowie während verschiedene!
Zeitspannen heiß verpreßt. Die Tcstzcllen werden gemäß Beispiel 1 hergestellt und über fünf Zyklen nach
der in Beispiel 1 beschriebenen Zellentestmethod«.
getestet.
Die Ergebnisse dieser Tests sind zusammen mn der
Ergebnissen von Beispiel 1 in der folgerden Tabelle zusammengefaßt.
Beispiel Il
Zur Diiivhluhmrig dieses Beispiels wird eine di i.:
■•chichtige laminierte Elektrode wie in Beispiel !
hergestellt, mit dem Unterschied, daß eine Frserkomh·
nation eingesetzt wird, die aus 95 Gew.-% Polväth\len
lasern und 3Gew.-"<. weichen Holzpulpelasern besteh;
Die P<>ivath\lenlasern besitzen einen Titer von 0,4 der
und emc Länge von I mm. während der 'Fiter de weichen Holzfasern 2 den und ihre Länge 3 rin
K'iragc"
Die Verbundfoiien werden nach der in Beisp■«.
pcschneheneri Methode hergestellt. Die eingesetzt Metallfolie ist mit der gemäß Beispiel I eingesetzte· l-nlie identisch. Die dreischichtig laminierte F.ier.ü'Hi wird iintcr Einhaltung der in Beispiel ! beschriebene: \rbeif-ueise hergestellt, mit dem I Inters«.r ed. d.ii "ein! \ erpressen d'c Temperatur 120 C und tier Dr;ie; .*!(> kg cm-' betragen. Die Zeile hält eine durch1·..·Ηι;ιι:;-.he Spannung von 2.0 Volt während einer Zei^pai":':! von 5 Zyklen. Der durchschnittliche Zellenwirkungs grad beträgt 42.3%. Die Zellenkapazität wird zi 101 mAH/g des gesamten Plattengewichts ermittelt.
pcschneheneri Methode hergestellt. Die eingesetzt Metallfolie ist mit der gemäß Beispiel I eingesetzte· l-nlie identisch. Die dreischichtig laminierte F.ier.ü'Hi wird iintcr Einhaltung der in Beispiel ! beschriebene: \rbeif-ueise hergestellt, mit dem I Inters«.r ed. d.ii "ein! \ erpressen d'c Temperatur 120 C und tier Dr;ie; .*!(> kg cm-' betragen. Die Zeile hält eine durch1·..·Ηι;ιι:;-.he Spannung von 2.0 Volt während einer Zei^pai":':! von 5 Zyklen. Der durchschnittliche Zellenwirkungs grad beträgt 42.3%. Die Zellenkapazität wird zi 101 mAH/g des gesamten Plattengewichts ermittelt.
Nähere Einzelheiten bezüglich der Arbeitsbedingun gen sowie der erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls ti
der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.
Tabelle I | Bleioxidgehalt | Preßbedinpungen | Zeit | Zyklen | 3. Zyklus | 5. Zyklus | Zellen- |
Beispiel | Druck | 1. Zyklus | % Zellen | % Zellen | kapazität | ||
(Minuten) | % Zeilen- | wirkungsgrad | wirkungsgrad | m.AH/g | |||
(kg/cnv) | 10 | 'A'irkungsgrad | 27 | 39 | 43 | ||
95 | 84 | 15 | 35 | 15 | 10 | 13 | |
90 | 28 | 10 | 18 | 16 | 15 | 12 | |
3 | 95 | 28 | 15 | 16 | 12 | 19 | 25 |
4 | 95 | 5ft | 10 | 20 | 32 | 30 | 35 |
5 | OO | 84 | 36 | ||||
b | |||||||
-ortset/ung
lcispicl
97
97
«7
97
95
97
«7
97
95
Druck | /cn | I. |
(kg-cni-) | (Mumien) | " I |
28 | 10 | 32 |
56 | 10 | 35 |
84 | 10 | 45 |
84 | 15 | 41 |
810 | 15 | 35 |
I.Aklus i. Akluv VAklus /eilen
/ellcn "■" /eilen "/ei Zellen- kapa/nat
«irkungsjirail u irkiiiijjsgi'.ul \>. trkuiigs^'t iicl π ι Λ11' j:
23
33
37
23
49
21
33
30
33
30
22
50
50
Ω 52
52 40 ΙΟΙ
Beispiel 12
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung einer laminierten dreischichtigen Elektrode unter Verwendung \<
>n Ciraphitpapier als Masseniriiger anstelle der perforierten
Bleifolie.
Knie dreischichtig laminierte Elektrode wird gemäß
Beispiel I hergestellt, mit dem Unterschied, daß
Graphitpapier als Massenträger verwendet wird. Eine Dreielektrodenzelle wird wie in Beispiel 1 hergestellt
und getestet. Die Zelle hält durchschnittlich 2.0 Volt während einer Zeitspanne von fünf Zyklen aufrecht. Der
durchschniuüche Zellenwirkungsgrad betrügt 9u/i>. wahrend
die Zellenkapazität zu 8 niAH/g ermittelt wird.
Beispiel 13
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung einer massiven Blcifolic als zentralen Massentrager anstelle einer
perforierten Bleifolie. Eine dreischichtig laminierte Elektrode wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen
Arbeitsweise hergestellt, wobei 35,2 g Bleioxid pro 1,9 g
Polypropylenfasern verwendet werden. Als Massentrager wird eine massive Bleifolie verwendet. Nach der in
Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wird eine Dreielektrodenzelle hergestellt und getestet. Die Zelle
hält durchschnittlich 2.0 Volt über jeden Zyklus hinweg während mäßiger Zeitspanne aufrecht. Der Zellenwir
kungsgrad beträgt 27%, während die Zellenkapazität zu 65 mAH/g ermittelt wird.
Beispiel 14
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung von Bleipulver ais aktives Material in der Elektrode anstelle von PbO.
Eine Verbundfolie aus 35,2g Bleipulver und !,9g
Polypropylenfasern wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt Die laminierte
Elektrode wird bei 165° C unter einem Druck von 84 kg/cm2 während einer Zeitspanne von 15 Minuten
heiß verpreßt Eine Dreielektrodenzelle wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode hergestellt und
während fünf Zyklen getestet Die Zelle hält durchschnittlich 2,0VoIt während mäßiger Zeitspannen bei
einem durchschnittlichen Zellenwhkungsgrad von 10% aufrecht Die Zellenkapazität beträgt 11 mAH/g.
Diese Beispiele zeigen die Verwendung von dreibasischem Bleisulfat und vierbasischem Bleisulfat als aktive
Materialien in der Verbundfolie. Die Verbundfolie wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise
hergestellt, wobei verschiedene Prozentsätze des aktiven Materials eingesetzt werden. Ein dreischichtiges
Laminat wird nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt. Es wird eine Zweielektrodentestzcl.c
hergestellt und auf ihre Lebensdauer getestet. Dk Ergebnisse sind nachfolgend angegeben:
Material
Beispiel 15 Beispiel Ib
vier | drci- | |
basisches | basischus | |
Blcisulfa! | Blcisulfat | |
'V(i aktkes Material | 83 | 66 |
1. Zelle %< Zellen- | 27.1 | 20.0 |
* wirkungsgrad | ||
3. Zelle % Zellen | 31.6 | 17,4 |
wirkungsgrad | ||
5. Zelle % Zellen | 29,7 | 15,6 |
w irkungsgrad | ||
° Zellcnkapazität — mAH/g | 14 | 13 |
Die folgenden Beispiele erläutern die Verwendung
dieser laminierten Elektroden in einer 2-Volt-Zelle Diese laminierten Elektroden werden sowohl ab
positive als auch als negative Platten verwendet. Die positiven und negativen Platten werden voneinandci
unter Verwendung von üblichen Batterieseparatorer getrennt.
Man kann die meisten der bekannten Separatorer verwenden. Die üblichsten sind perforierte oder poröse
folien aus Polyvinylchlorid. Kautschuk. Polyäthyler sowie harzüberzogene schwere Papierbögen.
Beispiel 17
a< Dieses Beispiel zeigt die Verwendung der laminierter
Elek:roden in einer 2-Volt-Batteriezelle mit dre
positiven und vier negativen Platten. Sieben laminierte Elektroden, hergestellt nach der in Beispiel 1 beschrie
benen Arbeitsweise unter Verwendung von PbO ah aktivem Material, werden als Platten in einer
rechtwinkligen Behälter eingesetzt. Vier der Platter werden mit einem negativen Pol und die restlichen dre
mit einem positiven Pol verbunden. Sowohl die positiven als auch die negativen Pole erstrecken sich über den Behälter hinaus. Sechs im Handel erhältlicht Batterieseparatoren werden zwischen die positiven unc
negativen Platten gebracht Die eingesetzten Separatoren sind gerippte und perforierte Polyvinykhloridfolien
Ein Deckel, der öffnungen zur Aufnahme der positiver
ho und negativen Pole sowie eine Entlüftungsöffnung füi
freigesetzte Gase aufweist wird auf den Behältei aufgesetzt.
Die Batterie wird mit einem Schwefelsäureelektroly
ten mit einem spezifischen Gewicht von 1,070 g/cm
t>5 gefüllt und während einer Zeitspanne von 24 Stunder
unter Einhaltung eines konstanten Stromäquivalente! bis zu 15 mA/g des aktiven Materials formiert Nach dei
Formierung wird die Säure durch Schwefelsäure mi
einem spezifischen Gewicht von 1,260 g/cmJ ersetzt.
Eine Konditionierungsladung von 9 mA/g des positiven aktiven Materials wird während einer Zeitspanne von
16 Stunden angelegt.
Die Batterie wird über fünf Zyklen gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Zellentestmethode getestet,
wobei ein 4-Ohm-Widerstand bei einem Entladungsstrom von 0,5 A verwendet wird. Die Batterie hält
durchschnittlich 2 Volt während der fünf Zyklen aufrecht. Der Batteriewirkungsgrad beträgt 27,4%,
atterieki
während die ßattenekapa/.ität zu 65,9 niAH/g ermittelt
wird.
Beispiel 18
Zur Durchführung dieses Beispiels werden drei der ir Beispiel 17 beschriebenen 2-Volt-Batteriezel!en ir
Reihe in das Gehäuse einer Heckenschneidmaschine unter Bildung einer b-Volt-Batterieanordnung eingesetzt.
Die drei 2- Volt-Batteriezellen sind in der Lage, die
Heckenschneidmaschine erfolgreich anzutreiben.
Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung einer laminierten Elektrode für leichtgewichtige Bleiakkumulatoren,
die aus einem folienförmigen Massenträger unü beidseitig aufgebrachter aktiver Masse besteht, die
mit Fasern durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Wasser dispergiert
werden, der Dispersion pulverisiertes aktives Mate- ι ο rial zugesetzt wird, durch Herabsetzung des
pH-Wertes die Masse ausgeflockt wird, aus der nach Art der Papierherstellung durch Filtrieren und
Trocknen eine Folie hergestellt wird, die durch Anwendung einer Temperatur zwischen 120 und is
200° C und eines Druckes zwischen Atmosphäre.n- druck und 914 kp/cm2 auf den Massenträger aufgebracht
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fasern zu 90 bis 100% aus
synthetischen und /.um Rest aus natürlichen Fasern zusammensetzen.
3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß als synthetische Fasern Polyäthylenfasern oder Polypropylenfasern verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dall bei den synthetischen
Fasern das numerische Produkt aus Faserlänge in mm multipliziert mit dem Titer (den) nicht größer als
25 ist. jo
:5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges
aktives Material Pb, PbO. dreibasisches Bleisulfat, vierbasisches Bleisulfat oder Mischungen davon
verwendet werden.
b. Verfahren nach emem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in der Folie eingesetzten aktiven Materials zwischen 50
und 99 Gewichtsteilen beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Massenträger eine
Bleifolie, eine perforierte Bleifolie oder ein Graphit oder ein Bleimetallpulver enthaltendes Papierblatt
eingesetzt wird.
45
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer laminierten Elektrode für leichtgewichtige Bleiak- .so
kumulatoren, die aus einem folienförmigen Massenträger und beidseitig aufgebrachter aktiver Masse besteht,
die mit Fasern durchsetzt ist.
Es sind viele verschiedene Typen von Blei/Säure-Batterien und Elektroder.anordnungen bekannt, die von .ss
einem Schwermetallrahmen Gebrauch machen, in dem eine Mischung aus Bleioxidpulver und Schwefelsäure in
Pastenform enthalten ist Derartige Elektrodenanordnungen sind nicht für solche Batterien geeignet, die
leicht sein müssen. <>c
Aus der US-PS 35 30 001 ist eine laminierte Elektrode
bekannt, die aus verfilzten oder gewebten Fasern besteht, die ein dichtes selbsttragendes Gefüge bilden, in
dessen Poren oder Hohlräume das aktive Material eingebracht wird. Hiese Elektrode wird dadurch <*
hergestellt, daß man die verfilzten oder gewebten Fasern in eine Lösung des aktiven Materials eintaucht,
trocknet, in eine heiße alkalische Lösung taucht, um das
,.nunrechende elektrochemisch aktive Hydroxid auszu-S
"η dasMaterial wäscht und schließlich trocknet. Es
st in diesem Sund der Technik auch angegeben daß als Stromsammler, jedoch nicht als Trager fur die
Elektrode, eine Metallfolie eingesetzt werden kann.
Die DT-PS 60 742 betrifft die Herstellung von
Elektroden für elektrische Sammler aus Holzstoff- oder Cellulosepappe. Aus diesem Stand der Technik is, es
bekannt Holzsioff oder Cellulose mit aktiven Matenaüen
zu 'vermischen, die Mischung zu einer Pappe zu
verarbeiten und diese durch heiße Preßwalzen zu
schicken mit denen auf einer Seite dieser Pappe e.ne schwache Bleifolie angepreßt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun dann, em
Verfahren zur Herstellung einer laminierten Elektrode für leichtgewiclr.tigc Bleiakkumulatoren anzugeben das
einfach durchzuführen ist und in gezielter Weise leichtgewichtige und biegsame Elektroden ergibt, die
sich durch ihre hervorragenden mechanischen und elektrischen Eigenschaften und ihre hohe Lebensdauer
auszeichnen, die sich in einem während längerer Beirieusdauern gleichbleibend hohen Wirkungsgrad
widerspiegeln.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der eingangs definierten Gattung gelöst, das dadurch
gekennzeichnet ist. daß die Fasern in Wasser disperg.ert
werden der Dispersion pulverisiertes aktives Material zugesetzt wird, durch Herabsetzung des pH-Wertes die
Masse ausgellockt wird, aus der nach An der Papierherstellung durch Filtrieren und Trocknen .;,ne
Folie hergestellt wird, die durch Anwendung einer Temperatur zwischen 120 und 200 C und eines Druckes
zwischen Atmosphärendruck und 914 kp/cm- auf den Massenträger aufgebracht wird.
Wenn die Batterieplatten von Blei/Saure-Batterien aus den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltenen, dreischichtig laminierten Elektroden bestehen erhält man leichtgewichtige Bleiakkumulatoren.
Die' erfindungsgemäßen Elektrodenplatten sind um etwr. 30 bis 50% leichter gegenüber den bekannten, mn
Paste gefüllten Batteriegittern, de die gleiche Menge an
aktivem Material enthalten. Feiner sind die laminierten Elektroden leichter und biegsamer als d>e üblichen
Batteriegitter und lassen sich in verschiedenen unregelmäßigen Formen herstellen, beispielsweise in gebogener
gekrümmter, spiralenförmiger, zylindrischer Form oder dergleichen. Eine derartige Ausgestaltung ist im
Fall der bekannten, mit Paste gefüllten Batteriegitter nicht möglich.
Vorteilhafte Ausführungsformell sind in den llnteran-
sprüchen enthalten.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung naher beschrieben. Die Figur zeigt eine vertikale perspektivische
Ansichi einer nach dem erfindungsgemaßen
Verfahren erhältlichen laminierten Elektrode mit einer Dreischichterstruktur in teilweise weggebrochenem
Zustand.
Wie aus der Figur hervorgeht, ist eine als Massentrager
dienende dünne Bleifolie 11 mit Perforationen mit zwei Verbundfolien 13 und 14 aus synthetischen
Fasern und Bleioxid-Pulvermaterial laminiert. Die Bleifolie erstreckt sich 12.7 mm über die Verbundlolien
hinaus unter Ausbildung eines Vorsprungs 15 zum Verbinden mit den Elektroden. Die Bleifolie ist
, elektrisch leitend, während die Verbundfolien poröse,
verdichtete und gesinterte homogene Mischungen aus Fasern und dem Bleioxidmaterial darstellen.
Der leitende folienförmige Massenträger, der die
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US25193572A | 1972-05-10 | 1972-05-10 | |
US25193572 | 1972-05-10 | ||
US33031673A | 1973-02-13 | 1973-02-13 | |
US33031673 | 1973-02-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2322555A1 DE2322555A1 (de) | 1973-11-29 |
DE2322555B2 DE2322555B2 (de) | 1976-10-28 |
DE2322555C3 true DE2322555C3 (de) | 1977-06-16 |
Family
ID=
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