DE2502499C3 - Zinkelektrode für galvanische Zellen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zinkelektrode für galvanische Zellen, bestehend aus einem Metallgitter,
welches auf wenigstens einer Seite mit einer verfestigten Mischung aus Zinkoxid und einem Bindemittel
bedeckt ist.
Zinkelektroden dieser Art haben den Nachteil, daß die Metallgitter, die meistens aus Abschnitten eines
porösen Gittermaterials bestehen, wegen der Löcher in dem Gitter an ihren freien Kanten scharfe Spitzen
aufweisen. Diese Zacken können zu Kurzschlüssen innerhalb der Zelle führen, so daß deren Wirksamkeit
und die Energieausbeute gesenkt werden. Ein weiterer Nachteil vieler herkömmlicher Zinkelektroden besteht
darin, daß während ihrer Verwendung ein Verlust an aktivem Material an ihren Kanten auftritt, so daß die
Form der Elektrode unregelmäßig wird. Durch eine solche Änderung der Form werden auch die elektrischen Eigenschaften der Elektrode Verändert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zink-Elektrode der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß Kurzschlüsse durch hervorstehende Zacken
vermieden werden und eine bessere Formerhaltung gewährleistet ist.
dall an wenigstens einer Kante des Metallgium ein von
der Mischung aus Zinkoxid und Bindemittel überdeckter Streifen aus metallischem Zink angebracht ist, wobei die
Mischung über dem Streifen stärker verdichtet ist.
Eine solche Ausbildung hat den Vorteil, daß das streifenförmige Zinkblech die spitzen Kantenteile des
Metallgitters abdeckt, so daß diese nicht mehr durch die Aktivmasse ragen können. Kurzschlüsse werden hierdurch vermieden. Weiterhin liegt über diesem Zink-
blechstreifen Aktivmasse (Mischung aus Zinkoxid und Bindemittel), wobei diese jedoch stärker verdichtet ist
als in dem übrigen Bereich der Aklivmasse. Hierdurch wird an den Kanten der Elektroden eine bessere
Formerhaltung erreicht und die Lebensdauer vedän
gert
Weitere Merkmale der Erfindung erstrecken sich auf eine vorteilhafte Ausbildung und Anordnung der
Zinkstreifen sowie auf die Dichte der darüberliegenden Aktivmasse und eine bevorzugte Art des Metallgitters.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen schemtaisch dargestellt Es
zeigt
Fig. 1 eine Zinkelektrode in einer seitlichen Ansicht,
wobei zur Verdeutlichung des inneren Aufbaus Teile
fortgebrochen sind,
F i g. 2 den Gegenstand der F i g. I in einer Draufsicht und
Fig. 3 ein weitet es Ausführungsbeispiel in einer
Draufsicht.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Zinkelektrode 10
besteht aus einem Metallgiiter 12 aus einem porösen nichtkorrodierendem Metall, wie Kupfer oder Silber,
welches in gleichmäßigen Abständen angeordnete Löcher 14 besitzt und durch einen Metallrahmen 16
begrenzt ist. Das Metallgitter 12 kann beispielsweise etwa 7,3 cm hoch und etwa 4,75 cm breit sein und eine
Dicke von etwa 0,025 cm haben und Löcher von etwa 0,16 cm Durchmesser aufweisen. Es können aber
natürlich auch andere Gitter verwendet werden, je
«o nachdem, für welchen Zweck die Elvxlrode verwendet
werden soll.
Die Zinkelektrode 10 ist mit zwei Streifen aus festem metallischem Zink versehen, wobei jeder Streifen etwa
0,13 mm dick ist. Diese Dicke kann je nach dem
*5 Verwendungszweck zwischen weniger als etwa 0,05 und
mehr als 0,381 mm variieren. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist jeder Streifen 18 um eine Längskante 20 des
Metallgitters 12 gebogen, so daß er an den einander gegenüberliegenden Seiten 22 des Metallgitters an der
so Kante 20 anliegt und diese Kante 20 umfaßt und
dadurch Kurzschluß in der Elektrode 10 durch die in
verhindert.
12 ist ein fester metallischer Elektrodenanschluß 26 aus nicht korrodierendem Metall, wie Kupfer oder Silber, an
beiden anliegend angeordnet, wie in F i g. 2 gezeigt.
Die Zinkelektrode 10 besitzt weiterhin eine an dem Metallgitter 12 und den Streifen 18 haftende zusammen-
W hängende Außenschicht 28, welche die Gitter und
Streifen vollständig einfaßt. Sie bildet die Aktivmasse und besteht aus einem verfestigten Bindemittel. Das
Bindemittel kann beispielsweise Tetrafluorälhylen, Polyvinylalkohol, Polypropylen, Polyäthylen oder ein
M ähnlicher Kunststoff oder Carboxtnethylcellulose oder
dgl. sein. Dieses kann thermoplastisch oder wärmehärtend sein und kann zuvor in trockener oder nasser Form,
d. h. in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert, in
Jas Zinkoxid eingemischt sein. Die Zinkoxidteilchen
können eine mittlere Teilchengröße von beispielsweise etwa 0,1 μηι bis etwa 0,5 μπι (Durchmesser) haben,
das Zinkoxid ist gewöhnlich in einer Konzentration zwischen etwa 85 und etwa 99,5 Gew.-% enthalten,
wobei die Menge von der Art des Bindemittels und dem Verwendungszweck der Elektrode abhängt. Bindemittel
und Zinkoxid werden gleichmäßig und gründlich zu einem homogenen Gemisch miteinander vermischt.
Außer einem Lösungs- oder Dispergiermittel können dem Gemischt auch andere Materialien zugesetzt
werden, bevor es auf das Metallgitter aufgebracht wird. Auch können Kunststoff-Fasern, Metallpulver (Ni- Zn,
Ag, Cu) oder feinzerhackte Fasern und Streckmittel in Mengen zwischen etwa 1,0 und etwa 10Gew.-%
zugesetzt werden.
Das lose Gemisch aus feinteiligem Zinkoxid und Bindemittel wird auf Metallgitter 12 und die Streifen 18
aufgebracht, dann an Ort und Steile verpreßt, vollständig verformt und dann verfestigt, so daß es eine
harte maßhaltige Außenschicht 28 bildet. Die Außenschicht 28 haftet dicht und fest an dem Metalljmter !2
und den Streifen 18. Das Verpressen erfolgt derart, daß derjenige Teil des Gemisches, der über den Streifen
liegt, eine höhere Dichte erhält als der Rest des Gemisches. Das kann beispielsweise dadurch leicht
erreicht werden, daß man eine Schicht aus dem Gemisch von einheitlicher Dicke auf das Metallgitter und den
daran angebrachten Streifen oder die Streifen aufbringt und diese Schicht dann auf dem Metallgitter 12 und den
Streifen 18 so verpeßt, daß eine flache, parallel zu dem Metallgitter 12 verlaufende Oberfläche gebildet wird.
Bei Anwendung dieser Technik ist der Teil der Schicht, der über den Streifen 18 liegt, dünner als der
Teil der Schicht, der über dem Metallgitter liegt, und zwar um einen Betrag, der gleich der Dicke des über
dem Metallgitter 12 liegenden Streifens 18 ist. Dadurch wird die Dichte des verfestigten Gemisches in derr<
Gebiet über den Streifen 18 auf beispielsweise 2,5 oder darüber erhöht, während die Dichte des Gemisches, das
auf dem Metallgitter liegt, beispielsweise etwa 1,8 g/cm1
beträgt. Das Gemisch höherer Dichte an den langen Kanten 20 ist während der Verwendung der Elektrode
dauerhafter und in geringerem Ausmaß einer Formänderung unterworfen als das weniger verdichtete
Material. Außerdem entfällt wegen der höheren Konzentration an zinkhaltigem Material in diesem
Gebiet, das durch das Gemisch und die Streifen 18 gebildet wird, die Notwendigkeit des Überladens der
Elektrode, um diese in zufriedenstellender Weise arbeiten zu lassen.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Zinkelektrode ist schematisch in Fig. 3 gezeigt. Die
Zinkelektrode 30 besitzt ein Metallgitter 32 entsprechend Gitter 12, einen Elektrodenanschluß 34 entsprechend
Elektrodenanschluß 26 und t*a\ Paare Streifen
36 aus Zink entsprechend den Streifen 18. Der Elektrodenanschluß 34 ist zwischen einem der Streifen
36 und dem Metallgitter 32 an einem Ende des letzteren angeordnet. Die Streifen 36 überdecken beide Seiten 38
des Melillgiiters 32 an einander gegenüberliegenden Kanten 40 des Metallgitters 32, so daß diese Kanten 40
abschirmen und die Elektrode 30 verfestigen. Das Metallgitter 32, der Elektrodenanschluß 34 und die
Streifen 36 werden von einer dicht haftenden harten Schicht 42 aus einem verfestigten Gemisch von
Zinkoxidteilchen und Bindemittel umfaßt. Die Zinkelektrode 30 hat im wesentlichen die gleichen Merkmale wie
die Zinkelektrode 10.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Zinkelektrode für galvanische Zellen, bestehend
aus einem Metallgitter, welches auf wenigstens einer Seite mit einer verfestigten Mischung aus Zinkoxid
und einem Bindemittel bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer
Kante (20 bzw. 40) des Metallgitters (12 bzw. 32) ein von der Mischung aus Zinkoxid und Bindemittel
überdeckter Streifen (18 bzw. 36) aus metallischem Zink angebracht ist, wobei die Mischung über dem
Streifen stärker verdichtet ist
2. Zinkelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (18) um die Kante
(20) gebördelt ist und die einander gegenüberliegenden Seitenflächen (22) des Metallgitters (12) an
dieser Kante überdeckt
3. Zinkelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kante (40) auf den
einander gegenüberliegenden Seitenflächen (38jdes Metallgittet s (32) je ein Streifen (36) angeordnet ist.
4. ZinkeSeictrode nach einem der Ansprüche ! bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (18 bzw. 36) längs einander gegenüberliegenden Kanten (20
bzw. 40) des Metallgitters (12 bzw. 32) angeordnet sind.
5. Zinkelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (18 bzw.
32) etwa 0,05 bis 038 mm dick sind.
6. Zinkelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet daß die stärkere Dichte der Mischun? über den Streifen (18 bzw. 36) mehr als
2,5 g/cmJ beträgt.
7. Zinkeltktrode nach einem der Ansprüche I bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (12
bzw. 32) aus einem nichtkor. jdierenden Metall besteht.
8. Zinkelektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mctallgitter (12 bzw. 32) aus
Kupfer oder Silber besteht.
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